◇徐州经济技术开发区消防救援大队 王 亮

随着近年来经济的快速发展和人们对体育活动需求的增多，体育馆建筑外观设计和功能越来越复杂。体育馆建筑空间规模巨大，不宜进行防火分隔，普通的火灾探测器无法及时有效探测到火灾且体育馆内人员众多，疏散极为困难，一旦发生火灾，后果将难以预料。本文研究体育馆火灾烟气控制方法对控制火势大小非常必要，能有效降低事故后果。

1 前言

体育馆作为开展体育活动和举行大型娱乐节目的重要载体，近年来发展尤为迅速。体育馆建筑一般都跨度比较大，比赛场地上方空间巨大，观众人数很多。体育馆建设为了满足越来越多人对观赏体育活动和娱乐活动的需求，其规模日趋增大，功能趋于多元化、复杂化。比如国家体育馆于2005年5月28日正式开工，并在2007年11月底竣工验收。国家体育馆总占地6.87公顷，它的总建筑面积为8.09万平方米，可容得下1.8万人同时参观体育活动。作为现代生活中的重要的大型公共使用建筑，体育馆建筑是大量人员同时积聚且同时分散离开的的人员密集场所，一旦发生火灾事故，保证可靠的人员疏散时间非常必要，这可以通过控制火灾发展速度及烟气扩散情况来保障。

2 体育馆火灾风险特点

体育馆建筑在发生火灾的情况下，人员的生命健康和场馆设施极易受到重大的危害。很多体育馆为了营造视觉感，会使用钢结构搭建，火灾发展过程中产生的大量高温烟气，对场馆内钢结构的稳定性构成潜在威胁。发生火灾时，建筑结构由于承受高温烟气的影响，可能会发生失稳、坍塌，钢结构或者水泥混凝土从高空坠落。由于体育馆人员众多，危险信号导致馆内人员心情慌乱，慌不择路或者不再注重其他人的生命安全，乱挤乱推，甚至发生踩踏现象。人群骚乱导致的伤亡和火灾导致的建筑结构、内部物品被毁是体育馆类建筑最容易出现的灾害情况[1]。因此，了解烟气的产生、发展和运动规律，开展对大空间建筑，尤其是人员密集性场所如体育馆类建筑火灾的研究，将有利于制定可靠的火灾扑救预案，减少火灾损失，保证人身健康安全，有助于火灾应对能力和防控策略的提高。

3 体育馆火灾烟气控制研究

体育馆建筑面积大，建筑体量巨大，如何有效控制烟气流动、及时排出烟气是体育馆建筑火灾控制的重要方式。在大空间建筑中所采用的控制烟气蔓延的有效方法主要有挡烟和排烟两种。挡烟是为了控制烟气，主要是运用一些物体或者火灾中耐火性能良好的特殊建筑材料分隔开烟气，禁止烟气肆意流动。常用的方法有设置自动挡烟垂壁、加压送风等。排烟主要是运用一些有效的机械设备排出烟气。排烟方式分为机械排烟和自然排烟。体育馆建筑由于建筑高度大，主要运用的排烟方式为自然排烟。

表1 体育馆工程实例[3]

经过多年国内外专家的研究，研究表明：高度超过12 m的大空间建筑，自然排烟是理想有效的排烟方式[2]。高大空间由于体积容量大，建筑比较高大，机械排烟效果并不理想。自然排烟分为高侧窗排烟和顶窗排烟。为对比两种排烟形式对火灾烟气的影响，笔者做了FDS模拟实验，实验表明：整体看顶窗排烟效果要优于高侧窗排烟，但是考虑到顶窗排烟时烟气层高度处于10 m下的时间较高侧窗排烟时间长，10分钟前顶窗排烟的不稳定性较强。两者共同点在于，补风口面积越大，排烟越好。顶窗排烟的情况下，烟气层高度发生骤降的幅度要比高侧窗排烟要剧烈。这是由于排烟窗设置的不同，导致了烟气能够流动到屋顶最高处的烟气量不同。高侧窗排烟的情况下，一部分烟气能够通过开口排出室外，设置在馆中心的探测器探测到的烟气量要比顶窗排烟探测到的少，所以高侧窗排烟的情况下烟气层高度不会发生猛烈的骤降。综合考虑安全性和经济性之后，自然排烟情况下的高侧窗排烟效果较好，且设置合理时能满足体育馆安全防烟等因素的要素。

经研究表明，环境温度在火灾初期对钢结构升温有着较为明显的影响，但是随着火灾时间的增长，环境温度因素对钢结构升温起到的作用越来越微小，两种环境温度下的钢结构温升逐渐重合。在体育场馆较高位置处必须控制可燃物的数量，降低起火可能性。

4 结语

体育馆作为开展体育活动和举行大型娱乐节目的重要载体，具有建筑跨度大，观众人数多，上方蓄烟空间大且由钢结构组成的特点。研究体育馆钢结构升温影响因素、体育馆内部火灾时烟气的流动和排烟效果，对做好体育馆火灾安全应急十分必要。加大对体育馆钢结构升温、火灾发展、烟气流动和控制产生影响因素的研究，进一步研究外界因素的影响效果，对今后体育馆安全及大空间消防安全有着重要意义。