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地下汽车库防排烟方式优缺性探讨

2011-12-31马凯

城市建设理论研究 2011年28期
关键词:楼梯间烟气车库

马凯

摘要: 地下汽车库现成为城市停车主流,但在消防设计方面,采取的方法和措施不尽相同,在火灾扑救和火灾预防方面存在各种问题,笔者根据多年工作实际,就地下汽车库排烟方式特点进行探讨,相应提出了自己的观点。关键词: 地下汽车库;排烟;

众多火灾案例表明,烟气是导致建筑火灾人员伤亡的最主要的原因,如何有效地控制火灾时烟气的流动,对保证人员安全疏散以及消防灭火救援行动的展开起着重要的作用。建筑防排烟系统设计的任务和目标即保证人员安全疏散并有利于灭火救援行动的展开,防止和减少民用建筑火灾的危害,保障社会的公共安全。

简单地说,防排烟系统可分为排烟系统和防烟系统。

排烟系统是指采用机械排烟方式或自然通风方式,将烟气排至建筑物外,控制建筑内的有烟区域保持一定能见度的系统。排烟设施可分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。

防烟系统是指采用机械加压送风方式或自然通风方式,防止烟气进入疏散通道的系统。防烟设施可分为机械加压送风的防烟设施和可开启外窗的自然通风方式。

防烟方式归纳起来主要有以下几种:

1)室内自然排烟方式

对地下建筑来说,防排烟的问题不单是安全疏散的需要,而且也是扑救火灾的需要。地下建筑发生火灾时所产生烟气的毒性、漆黑、高温成为安全疏散和顺利扑救火灾的三大障碍。所以,地下建筑的防排烟将比任何地上建筑更为重要。地下建筑的防排烟设计师整个防灾设计的重要组成部分。

自然排烟是利用火灾时产生的热烟气流的浮力和外部风力作用,通过建筑物的对外开口把烟气送至室外的排烟方式,这种防烟方式实质上是热烟气与室外冷空气的对流运动。在自然排烟中,必须有冷空气的进口和热空气的排出口。其动力是因火灾时产生的热量使室内温度升高所造成的热压以及室外空气流动产生的风压。在自然排烟设计中,必须有冷空气的进口和热烟气的排烟口,排烟口可以是建筑物的外窗,也可以是专门设置在侧墙上部或屋顶上的排烟口。

自然排烟的优点是构造简单、经济、不需要专门的排烟设备及动力设施;运行维修费用低;排烟口可以兼作平时通风换气使用。缺点是排烟效果受室外气温、风速、风向的影响,特别是排烟口设置在上风向时,不仅排烟效果大大降低,还可能出现烟气倒灌的现象,并使烟气扩散蔓延到未着火的区域。这种排烟方式适合于房间、走道、前室和楼梯间等。

2)非燃化防烟方式

非燃化防烟是从根本上杜绝烟源的一种防烟方式。这种方式主要对建筑材料和内部装修材料规定明确的燃烧特性,基本都采用非燃材料。这种材料的特点是不容易发烟,即不易燃烧且发烟量很少,所以非燃化材料可使火灾时烟气量大大减少,烟气光学浓度大大降低。

非燃化防烟方式不仅要求建筑材料和内部装修材料的非燃化,同时还对建筑物内物品的收藏方式要求非燃化。通常的做法是把其存放在专门设计的以非燃或难燃材料制作的壁橱、钢橱等橱柜中。

地下车库不适宜采用此类防烟方式,原因主要有:

地下车库可以做到建筑材料和内部装修材料的非燃化设计,但是投资很大,同时相对于地面建筑而言,车库内人员较少,较容易疏散。因此考虑到经济性与实用性的平衡,则没有必要采用这种防烟方式;

地下车库内主要的可燃物是汽车,从方便和资金投入上,都不允许做汽车非燃化橱柜;

汽车燃烧会产生很大的烟气,这也决定了建筑材料和装饰材料的非燃化没有任何实际意义。

因此,非燃化防烟方式不能在该地下车库设计中采用。

3)密闭防烟方式

密闭防烟方式的原理是采用密闭性能很好的墙壁和门窗等将房间封闭起来,并对进出房间的气流加以控制。当房间起火时,一般是杜绝新鲜空气流入,使着火房间内的燃烧因缺氧而自行熄灭,从而达到防烟灭火的目的。

地下车库面积大,没有像房间那样的很小的封闭空间,不方便密闭,没有使其内部缺氧窒息的可能性,而且采用这种方法缺氧熄灭后已经没多少可挽回的东西了,所以密闭防烟方式也不能用于地下车库。

4)阻碍防烟方式

阻碍防烟方式是在烟气扩散流动的路线上设置各种障碍以防止烟气继续扩散的方式。这种方式常常用在烟气控制区域的分界处,比如防烟分区的分界处。防烟卷帘、防火门、防烟阀以及挡烟垂壁等都是这种阻碍结构。

该地下车库面积较大,必须划分防烟分区,各防烟分区之间则需要通过阻碍防烟方式阻止烟气蔓延扩散。

5)加压防烟方式

加压防烟是在建筑物发生火灾时,对着火区以外的区域进行加压送风,使其保持一定的正压,以防止烟气侵入的防烟方式。因为加压区域和非加压区域之间总是有若干常规的挡烟物,如墙壁、楼板及门窗等,挡烟物两侧的压力差使门窗周围的缝隙和维护结构缝隙中形成一定流速的气流,从而有效地防止烟气通过这些缝隙渗漏过来。发生火灾时,由于疏散和扑救的需要,加压区域和非加压区域之间的门总是要打开的,或者是在疏散期间打开,或者是在整个火灾期间打开,或者是忽开忽关,或者是常开。如果敞开门洞处的气流速度方向与烟气流向相反,且达到一定值时,仍能有效阻止烟气的倒流,即阻止烟气由非加压的着火区向加压的非着火区扩散流动。

加压防烟方式的优点是能有效地防止烟气侵入所控制的区域,而且由于送入大量新鲜空气,特别适合于作为疏散通道的楼梯间、电梯间及其前室的防烟。这种方式可用于地下车库人员疏散通道的防烟。

6)机械排烟方式

机械排烟方式是借助机械力的作用强迫送风或排气的手段来排除火灾烟气的一种方式。在机械排烟中,有的是送风和排气全部借助机械力作用,有的则是送风或排气单一借助机械力作用,另一种则利用自然通风的作用。据此,机械排烟具体分为三种不同的方式。

全面通风排烟

在对着火区域利用排烟机进行机械排烟的同时,对走廊、楼梯间前室和楼梯间等利用送风机进行机械送风。这种机械排烟方式能有效确保走廊和楼梯间等重要疏散通道的安全。这种排烟方式的优点是防烟排烟效果好,而且稳定,不受任何天气条件的影响,缺点是通风与排烟都需要机械设备,投资较高,耗电量也较大。另外,要求排烟机从材料和结构上能承受高温烟气的作用,因此造价较高。

机械送风,自然排烟

利用送风机供给走廊、楼梯间前室和楼梯间等以新鲜空气,使这些部位的室内压力比着火区域相对高些,而着火区域所产生的烟气则通过专设的排烟口或外窗以自然排烟方式排至室外。由于走廊、楼梯间前室和楼梯间等室内压力较着火区域高,所以新鲜空气会漏入着火区域,将助长火势的发展。两部分之间的压力差越大,漏入空气量越多,因此应保证过剩空气通过排气口排至室外。严格控制加压区域的室内压力,是保证这种排烟方式效果的关键。

机械排烟

利用排烟机把着火区域中所产生的烟气通过排烟口排至室外的排烟方式。在火灾发展初期,这种排烟方式能使着火区域压力下降,造成负压,烟气不会向其它区域扩散。但火灾猛烈发展阶段,由于烟气大量产生,排烟机如来不及把其完全排除,烟气就可能扩散到其它区域中去。另外,排烟机要求能承受高温烟气,而且还需设防火阀在超温时自动关闭停止排烟。

上述几种排烟方式各有优缺点,鉴于我国经济实力与消防设备现状及管理水平,宜优先采用自然排烟方式。而对于那些性质重要,功能复杂的高层建筑,超高层建筑及无条件自然排烟的其他建筑应采用机械加压防烟的方式或机械排烟方式。应该指出的是,防烟与排烟是烟气控制的两个方面,是一个有机的整体,在建筑防火设施中,防烟、排烟是多种方式有机结合的应用,总和应用防排烟方式比采用单一方式效果更佳。

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