曹 永 生

(大同消防救援支隊(duì),山西 大同 037000)

1 煙氣在建筑火災(zāi)中的作用及防排煙方法

1.1 煙氣的組成及其危害

建筑火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的煙氣大體由三類物質(zhì)組成：燃燒物質(zhì)釋放出的高溫蒸氣和有毒氣體；被分解和凝聚的未燃物質(zhì)；被火焰加熱而帶入上升氣流中的大量空氣。煙是上述三類物質(zhì)充分混合而成的混合物，具有窒息性、毒害性、灼熱性、蔽光性等危害。高溫有毒的火災(zāi)煙氣是阻礙疏散逃生、影響消防救援、導(dǎo)致人員傷亡、造成經(jīng)濟(jì)損失的主要原因。

1.2 建筑火災(zāi)中煙氣流動(dòng)蔓延

建筑火災(zāi)中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馍仙交鹧嫔戏叫纬蔁熡鹆?，煙羽流在上升過(guò)程中不斷帶動(dòng)周圍的空氣，在熱對(duì)流和煙囪效應(yīng)的作用下上升到頂棚，在頂棚表面形成向四周水平擴(kuò)張的煙氣射流。隨著溫度的升高，煙氣流動(dòng)速度加快，與周圍空氣的混合作用減弱，當(dāng)火勢(shì)發(fā)展到一定程度，形成火風(fēng)壓，火風(fēng)壓會(huì)改變空氣流動(dòng)方向，產(chǎn)生逆流，從而加劇火勢(shì)蔓延。尤其在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑中，由于通風(fēng)系統(tǒng)造成的壓力差、高溫造成氣體密度差、煙囪效應(yīng)以及自然風(fēng)的影響，煙氣流動(dòng)規(guī)律有許多不確定性和復(fù)雜性。

1.3 建筑防排煙方法

按照防排煙標(biāo)準(zhǔn)要求建筑中必須設(shè)置的所有防/排煙設(shè)施組成的系統(tǒng)稱為防/排煙系統(tǒng)。

防煙系統(tǒng)的作用是在建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠及時(shí)有效地將煙氣控制在劃定的區(qū)域范圍內(nèi)，限制煙氣擴(kuò)大蔓延到其他區(qū)域。其主要形式為：機(jī)械加壓送風(fēng)和可開(kāi)啟外窗的自然排煙兩種設(shè)施。

排煙系統(tǒng)的作用是在建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠快速動(dòng)作，及時(shí)將火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣排出建筑，為人員疏散和消防救援創(chuàng)造有利環(huán)境。其主要形式為：機(jī)械排煙和可開(kāi)啟外窗的自然排煙兩種設(shè)施。

2 新舊防排煙標(biāo)準(zhǔn)差異對(duì)建筑火災(zāi)救援的影響

2018年7月，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 51251—2017建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的公告，自2018年8月1日起實(shí)施，此次防排煙標(biāo)準(zhǔn)修訂結(jié)合我國(guó)消防救援現(xiàn)狀和多年來(lái)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，采用了性能化設(shè)計(jì)方法計(jì)算后簡(jiǎn)化的方式方法，以求用準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便、易掌握的方法將建筑防排煙的設(shè)計(jì)做的更好、更合理。新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行后，現(xiàn)有的建筑很難進(jìn)行改造，現(xiàn)行的項(xiàng)目方案可能要有較大的改動(dòng)，最主要的是對(duì)今后建筑火災(zāi)的撲救產(chǎn)生更加深刻的影響。

2.1 新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的不同和變化

1)新標(biāo)準(zhǔn)防煙分區(qū)的劃分增加與建筑凈高有關(guān)，并增加防煙分區(qū)長(zhǎng)邊的要求，凈高大于9 m不劃分區(qū)。凈高不大于3 m，防煙分區(qū)不大于500 m2；長(zhǎng)邊不大于24 m； 3 m<凈高≤6 m,防煙分區(qū)不大于1 000 m2；長(zhǎng)邊不大于36 m，凈高大于6 m，防煙分區(qū)不大于2 000 m2。與舊標(biāo)準(zhǔn)中建筑防煙分區(qū)不大于500 m2，凈高大于6 m不劃分區(qū)。依據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)建筑室內(nèi)防煙分區(qū)更加清晰明確，與之配套的室內(nèi)消防設(shè)施增多，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)可以更加有效的阻止煙氣蔓延。

2)擋煙垂壁主要用于高層建筑、倉(cāng)庫(kù)等大空間場(chǎng)合，能有效阻擋煙霧在建筑頂棚下橫向流動(dòng)，以利提高在防煙分區(qū)內(nèi)的排煙效果，其設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)為自頂棚下垂不小于500 mm的擋煙設(shè)施或吊頂面積不大于500 m2，新標(biāo)準(zhǔn)擋煙垂壁的設(shè)置改為與儲(chǔ)煙倉(cāng)厚度有關(guān)。這就延長(zhǎng)了建筑物抵御火災(zāi)初期對(duì)煙氣的控制，能夠更好的控制火災(zāi)蔓延的速度和時(shí)間。

3)防排煙標(biāo)準(zhǔn)中房間、走道、中庭和樓梯以建筑的容積百分比、開(kāi)窗面積確定自然排煙量或規(guī)定排煙機(jī)煙量和次數(shù)確定機(jī)械排煙量，其數(shù)值集中在2%～5%，60 cmh/m2，2 m2之間，并沒(méi)有其他具體的規(guī)范要求。新標(biāo)準(zhǔn)中房間排煙設(shè)置不僅與建筑凈高有關(guān)，還提高了機(jī)械排煙量增加了自然排煙開(kāi)窗的數(shù)量，凈高不大于6 m自然排煙2%；機(jī)械排煙60 cmh/m2且不小于150 000 cmh,凈高大于6 m自然排煙開(kāi)窗面積根據(jù)排煙量和風(fēng)速反推。走道排煙設(shè)置為自然排煙時(shí)，走道兩側(cè)各開(kāi)窗2 m2,機(jī)械排煙不小于13 000 cmh。中庭排煙是機(jī)械排煙時(shí)，最大防煙分區(qū)120 cmh/m2≥107 000 cmh。周圍場(chǎng)所僅回廊排煙不小于40 000 cmh，自然排煙開(kāi)窗面積根據(jù)排煙量和風(fēng)速反推。樓梯排煙窗每5層開(kāi)2 m2，頂層開(kāi)0.8 m2，間隔不多于3層。按新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建筑物的自然排煙和機(jī)械排煙不僅在排煙量而且在排煙速度上將有質(zhì)的飛躍，在火災(zāi)發(fā)展過(guò)程中能夠有效排除室內(nèi)煙氣從而使被困人員安全逃生，消防員高效處置火災(zāi)。

4)此外標(biāo)準(zhǔn)新增了一些設(shè)施，如防煙固定窗，設(shè)置要求加壓送風(fēng)的樓梯頂部不小于1 m2的窗，靠外墻的防煙樓梯間，每5層不小于2 m2的窗。排煙固定窗針對(duì)采用機(jī)械排煙的無(wú)窗房間，面積要求頂層不小于2%，中庭不小于5%，非頂層1/2以上單個(gè)不小于1 m2，間距不大于20 m。開(kāi)啟形式有利于煙氣排出均可，面積不大于200 m2，開(kāi)啟方向不限。這些新概念的提出雖然增加了設(shè)計(jì)施工難度和成本，但確實(shí)可以有效增加建筑抵御火災(zāi)的能力。

2.2 防排煙標(biāo)準(zhǔn)在建筑火災(zāi)救援中的影響

自然排煙由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，投資少，兼顧采光，維護(hù)方便等原因，是大多數(shù)建筑排煙的主要方式。在新標(biāo)準(zhǔn)中大量采用自然排煙方式，不僅有固定窗、排煙窗等設(shè)計(jì)，還對(duì)樓梯間、房間、樓道的開(kāi)窗數(shù)量和面積進(jìn)行了大幅度修改。但在實(shí)際使用中，自然排煙效果卻不穩(wěn)定。自然排煙窗受建筑結(jié)構(gòu)、內(nèi)外裝修布局等多種因素影響其排煙效果，如高層建筑外墻廣告牌、玻璃幕墻；鋼結(jié)構(gòu)和大跨度建筑屋頂窗的開(kāi)啟方式；發(fā)生火災(zāi)時(shí)的天氣條件、建筑外的風(fēng)向、風(fēng)力等等都能夠影響建筑自然排煙的效果。

機(jī)械排煙由于反應(yīng)快，可按需要依標(biāo)準(zhǔn)靈活布置，且不受外界氣候的限制，具有一定的可靠性和穩(wěn)定性，在各類建筑中廣泛采用。但是建筑物防火設(shè)計(jì)不規(guī)范、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)不到位以及火災(zāi)進(jìn)入全面燃燒階段等條件的影響下排煙效果就會(huì)大大降低。排煙量是設(shè)計(jì)機(jī)械排煙系統(tǒng)的基礎(chǔ)。排煙量的定量結(jié)果，直接影響機(jī)械排煙的施工和效果，因此合理確定排煙量極其重要。由于有關(guān)排煙量的計(jì)算公式有很多，而影響排煙量的各類因素也十分繁雜，對(duì)同一建筑的具體項(xiàng)目選擇不同的計(jì)算公式，會(huì)產(chǎn)生很大的差別，即使用同一公式，由于參數(shù)的不同亦會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。

在建筑設(shè)計(jì)中各類建規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中各種防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與防排煙設(shè)計(jì)都有聯(lián)系，在新防排煙標(biāo)準(zhǔn)正式施行后，各項(xiàng)設(shè)計(jì)和施工指標(biāo)有較大的改動(dòng)。但其他消防規(guī)范中沒(méi)有同步修改。例如，新標(biāo)準(zhǔn)中防煙分區(qū)的改變不僅在面積上有改動(dòng)，而且和建筑的周長(zhǎng)有關(guān)，這種改動(dòng)在建筑施工時(shí)會(huì)間接影響其他建筑消防設(shè)施的設(shè)置進(jìn)而影響滅火救援工作；房間和走道排煙標(biāo)準(zhǔn)變化增加了固定窗、排煙窗的數(shù)量和機(jī)械排煙的排煙量，建筑發(fā)生火災(zāi)后，此類設(shè)置雖能加強(qiáng)初期火災(zāi)的排煙量，但也增加了通風(fēng)口可能造成火災(zāi)蔓延；儲(chǔ)煙倉(cāng)是控制建筑初期火災(zāi)煙氣蔓延新設(shè)施，標(biāo)準(zhǔn)中的排煙口和補(bǔ)風(fēng)口也相應(yīng)的增加了間距和高差，在實(shí)際運(yùn)用中如果出現(xiàn)故障或是操作失誤導(dǎo)致煙氣倒流，有可能造成火勢(shì)蔓延。

綜上所述，當(dāng)建筑防排煙標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計(jì)施工、防排煙設(shè)施正確保養(yǎng)使用、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)外環(huán)境相對(duì)合適的三個(gè)條件共同作用下，防排煙設(shè)施在建筑火災(zāi)初期和發(fā)展階段才能夠起到相應(yīng)的作用。一旦有條件被破壞就可能導(dǎo)致火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的變化，由排煙降毒變?yōu)楦邷責(zé)煔馑奶幝釉斐苫饎?shì)擴(kuò)大，或是將無(wú)法排出的高溫?zé)煔饧墼谑覂?nèi)形成轟燃、回燃條件造成更大的危害。

3 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題

3.1 合理規(guī)范的設(shè)計(jì)施工

正確的排煙方式是提升建筑安全性的重要保障。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)諸如風(fēng)速不宜大于10 m/s或排煙量不應(yīng)小于7 200 m3/h等有明確界限的不能誤讀，主觀臆斷依照標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)風(fēng)速越小越好或是排煙量越大越好，應(yīng)結(jié)合建筑物特點(diǎn)以及自然排煙、機(jī)械排煙的性能、特點(diǎn)、適用范圍等綜合考慮。合理確定排煙數(shù)據(jù)及方法，認(rèn)真設(shè)計(jì)設(shè)施布置。

3.2 正確操作保養(yǎng)防排煙設(shè)施

對(duì)于已建成的防排煙系統(tǒng)，合用系統(tǒng)必須設(shè)置安全可靠的轉(zhuǎn)換措施，確保滿足平時(shí)、災(zāi)時(shí)的使用需要，同時(shí)設(shè)置必要的防火安全措施滿足排煙的要求。使用單位應(yīng)加強(qiáng)日常管理和維護(hù)保養(yǎng)，定期聯(lián)合消防員進(jìn)行演練和培訓(xùn)，一旦建筑物發(fā)生火災(zāi)可以確保自動(dòng)設(shè)施正常啟動(dòng) ，操作人員正確開(kāi)啟手動(dòng)設(shè)施，尤其是自然排煙窗、排煙口、空調(diào)系統(tǒng)等需要手動(dòng)關(guān)閉的設(shè)施，確?；馂?zāi)時(shí)盡可能的合理引導(dǎo)氣流，確保不發(fā)生高溫?zé)煔獾构唷⒛媪骰蚴怯绊懭藛T疏散逃生。

3.3 消防救援方面的意見(jiàn)和建議

火災(zāi)發(fā)生時(shí)建筑防排煙設(shè)施可能因系統(tǒng)損毀或操作原因逐漸失去作用，造成建筑物煙氣控制失敗而導(dǎo)致火災(zāi)進(jìn)入全面燃燒階段。因此，消防救援部門針對(duì)可能出現(xiàn)的此類情況，利用移動(dòng)消防設(shè)備，固移結(jié)合配合正確的滅火戰(zhàn)術(shù)改善火場(chǎng)環(huán)境，從而掌握火災(zāi)撲救的主動(dòng)權(quán)。

1)移動(dòng)排煙設(shè)備，風(fēng)力排煙機(jī)或水驅(qū)動(dòng)排煙機(jī)可以局部排除或阻截高溫?zé)煔獾牧鲃?dòng)，彌補(bǔ)固定設(shè)施的不足為消防救援人員滅火和阻截火勢(shì)蔓延提供有力的支撐。

2)移動(dòng)防火卷簾，這類裝備可以用滅火毯、伸縮桿等材料改裝，主要用于封堵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)破損的窗戶、防火門、排煙口以及其他不利于火場(chǎng)的防排煙的孔洞。此外，移動(dòng)卷簾可以用于消防員進(jìn)攻通道上替代防火門，不僅方便消防水帶的鋪設(shè)，還可以有效分割火場(chǎng)，達(dá)到快速滅火的目的。

3)小型破拆工具，消防救援部門擁有的各類小型破拆工具，可以在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)快速打開(kāi)孔洞或破拆其他障礙物，形成新的自然排煙口，加速火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)排煙。

4)合理的滅火戰(zhàn)術(shù)，不論防排煙設(shè)施或消防裝備如何先進(jìn)，最后滅火的是人。因此，掌握符合火場(chǎng)實(shí)際情況的滅火戰(zhàn)術(shù)是裝備與人有效結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，消防救援人員應(yīng)掌握相關(guān)的防排煙知識(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況正確控制火場(chǎng)煙氣流動(dòng)和進(jìn)風(fēng)量，充分利用固定防排煙設(shè)施和移動(dòng)消防裝備，以期達(dá)到最佳的結(jié)合效果。

4 結(jié)語(yǔ)

防排煙系統(tǒng)有了獨(dú)立的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相比于《高規(guī)》和《建規(guī)》中的規(guī)定，新標(biāo)準(zhǔn)要求更加嚴(yán)格。新標(biāo)準(zhǔn)的變化不僅對(duì)消防設(shè)施有影響，而且對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響更為巨大，現(xiàn)有的建筑基本沒(méi)有改造的余地。也就是說(shuō)在執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)后的建筑，不論在結(jié)構(gòu)上還是設(shè)施上都與現(xiàn)有的建筑有很大程度上的不同，這就給消防救援人員帶來(lái)了新的課題，在今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)要面對(duì)兩種不同設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的建筑，在發(fā)生火災(zāi)后，需要兩種不同的撲救方法。因此，認(rèn)真學(xué)習(xí)各類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，掌握手中各種消防器材裝備，靈活運(yùn)用滅火戰(zhàn)術(shù)才能在未來(lái)的建筑火災(zāi)救援中立于不敗之地。