【防排煙規(guī)范】火災(zāi)燃燒發(fā)展過程模型如下:
火災(zāi)的發(fā)展過程有自身的特點(diǎn),一般分為四個(gè)階段。
火災(zāi)初起
發(fā)生火災(zāi)后,最初只是起火部位及其周圍小范圍燃燒。
火災(zāi)初起,燃燒面積不大,僅限于初始起火點(diǎn)附近;
在燃燒區(qū)域及附近存在高溫,室內(nèi)平均溫度低,室內(nèi)溫差大。
這個(gè)階段對(duì)人的危害非常小,但是正是危害小,也會(huì)讓人失去警惕。讓很多人認(rèn)為沒有疏散的必要。
火災(zāi)發(fā)展
初起階段后期,火災(zāi)燃燒面積迅速擴(kuò)大,室內(nèi)溫度不斷升高,熱對(duì)流和熱輻射顯著增強(qiáng)。
當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的房間溫度達(dá)到一定值(圖中的B點(diǎn))時(shí),聚積在房間內(nèi)的可燃物分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w突然起火,整個(gè)房間都充滿了火焰,房間內(nèi)所有可燃物表面部分都卷入火災(zāi)之中,使火災(zāi)轉(zhuǎn)化為一種極為猛烈的燃燒,即產(chǎn)生了轟燃。
若在轟燃之前火場(chǎng)被困人員仍未從室內(nèi)逃出,基本上就逃不出去了。
防排煙系統(tǒng)主要是應(yīng)對(duì)這之前的兩個(gè)階段。
規(guī)范把不同的火災(zāi)分為4個(gè)層次,設(shè)置噴淋的情況下(1.5MW、2.5MW、3.0MW、4.0MW)
從實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)來看,這個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)出現(xiàn)在火災(zāi)發(fā)生后5-20min之間,和之前#火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間的估計(jì)差不多。
這個(gè)速度基本上等于噴淋的啟動(dòng)時(shí)間(10min)和控制時(shí)間(10min)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)噴淋噴水一般都在火災(zāi)發(fā)生后5-10min,凈高小的區(qū)域更早。
并不代表噴淋系統(tǒng)開啟后,火就馬上熄滅了,很多情況下,噴淋只有工作一段時(shí)間后,才能熄滅火焰或者壓制火勢(shì)的增長(zhǎng)。
由于這個(gè)階段對(duì)排煙設(shè)計(jì)非常重要,已經(jīng)得到了相當(dāng)?shù)难芯俊?火焰模型#煙氣流動(dòng)模型都是對(duì)這一階段的研究。
火災(zāi)猛烈燃燒
如果轟燃發(fā)生,室內(nèi)所有可燃物都會(huì)猛烈燃燒,室內(nèi)溫度急劇上升,并持續(xù)性高溫,最高溫度可達(dá)800~1100℃。
這個(gè)階段機(jī)電專業(yè),不論是排煙、噴淋甚至消火栓系統(tǒng)都無濟(jì)于事。
只能等火災(zāi)進(jìn)入衰減熄滅階段,再進(jìn)行滅火。
可是很多大型火災(zāi)就是在這個(gè)時(shí)候,消防隊(duì)員進(jìn)去,從而導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。
火災(zāi)衰減階段
經(jīng)過猛烈燃燒之后,室內(nèi)可燃物大都被燒盡,火場(chǎng)的余熱還能維持一段時(shí)間的高溫,為200~300℃衰減熄滅階段溫度下降速度是比較慢的。
消防隊(duì)員可以給建筑降溫,防止復(fù)燃。
此時(shí)正壓送風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)經(jīng)過猛烈燃燒階段后,已經(jīng)不起作用了。
但是,此時(shí)火場(chǎng)溫度還是非常高的,需要設(shè)置固定窗,以保證安全。
基于這樣的原因,規(guī)范對(duì)固定窗的設(shè)置做出了明確的固定。
[煙規(guī)3.3.11]
設(shè)置機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)的封閉樓梯間、防煙樓梯間,尚應(yīng)在其頂部設(shè)置不小于1m2的固定窗??客鈮Φ姆罒煒翘蓍g,尚應(yīng)在其外墻上每5層內(nèi)設(shè)置總面積不小于2m2的固定窗。
[[煙規(guī)4.1.4]]
下列地上建筑或部位,當(dāng)設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)時(shí),尚應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第4.4.14條~第4.4.16條的要求在外墻或屋頂設(shè)置固定窗:
1任一層建筑面積大于2500m2的丙類廠房(倉(cāng)庫(kù));
2任一層建筑面積大于3000m2的商店建筑、展覽建筑及類似功能的公共建筑;
3總建筑面積大于1000m2的歌舞、娛樂、放映、游藝場(chǎng)所;
4商店建筑、展覽建筑及類似功能的公共建筑中長(zhǎng)度大于60m的走道;
5靠外墻或貫通至建筑屋頂?shù)闹型ァ?nbsp;
注:當(dāng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第4.4.17條規(guī)定的場(chǎng)所時(shí),可采用可熔性采光帶(窗)替代作固定窗。
指數(shù)增長(zhǎng)
針對(duì)防排煙來講,確定轟然之前的#火災(zāi)熱釋放速以及#火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間對(duì)防排煙參數(shù)的確定有重要的意義。
#火災(zāi)熱釋放速代表火勢(shì)的劇烈程度,火勢(shì)的劇烈程度與燃燒物質(zhì)的性質(zhì)和數(shù)量有關(guān)系。
而燃燒的物質(zhì)、物質(zhì)的布置,和火災(zāi)的蔓延速度直接相關(guān)。
隨著時(shí)間的流逝加入火災(zāi)中的可燃物越來越多,導(dǎo)致火災(zāi)蔓延的越來越快一直達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。
所以火災(zāi)熱釋放速率是按照時(shí)間的指數(shù)增長(zhǎng),不難理解。
[[煙規(guī)4.6.10]]
火災(zāi)熱釋放速率應(yīng)按下式計(jì)算:
Q=α·t2(4.6.10)
式中:Q——熱釋放速率(kW);
t——火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間(s);
α——火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)(按表4.6.10取值)(kW/s2)。
表4.6.10火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)
就是表達(dá)了這種意思。只是不同的火災(zāi)其#火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)不一樣而已
火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)
#火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)和物質(zhì)的性質(zhì)和材料的擺放有很大關(guān)系。由于材料的擺放具有隨機(jī)性,一般不考慮。
由于物質(zhì)的種類實(shí)在太多了,要想準(zhǔn)確確定火場(chǎng)內(nèi)的#火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)還是很為難的。
于是乎,規(guī)范確定了四種類別,分別對(duì)應(yīng)一些典型的可燃材料。
這種區(qū)分方法在實(shí)際項(xiàng)目中很難對(duì)應(yīng),一個(gè)火場(chǎng)區(qū)域,可能同時(shí)有慢速火和快速火,這樣選擇就非常隨意,并不嚴(yán)謹(jǐn)。
而且這種分類方法也是參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),和我國(guó)現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)并不匹配。
目前,國(guó)內(nèi)采用的燃燒等級(jí)分類是按照[[建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)GB8624-2012]]來分類的。
其實(shí)可是根據(jù)燃燒性能分級(jí)的基礎(chǔ),研究出AB1B2B3等級(jí)別材料的#火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)。
畢竟,國(guó)內(nèi)材料的定性還是比較容易的。
例如:論文《古建筑性能化防火設(shè)計(jì)中火災(zāi)場(chǎng)景的設(shè)置》中就對(duì)墻面裝飾材料,按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)做出了示范。
建議后期,規(guī)范可以做出調(diào)整,從而和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。
火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間
火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間也是一個(gè)非常難以確定的時(shí)間,如果能夠確定#火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間,這樣就可以推算出火災(zāi)熱釋放速率。
反過來也是如此,如果能夠知道火災(zāi)熱釋放速率,也能知道#火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間。
#火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間是非常重要的,必須在這個(gè)時(shí)間之間就完成疏散,否則會(huì)有生命危險(xiǎn)。
根據(jù)[[煙規(guī)4.6.7]]可以推算出,#規(guī)范認(rèn)為的火災(zāi)時(shí)間。
[[煙規(guī)4.6.7]]
各類場(chǎng)所的火災(zāi)熱釋放速率可按本標(biāo)準(zhǔn)第4.6.10條的規(guī)定計(jì)算且不應(yīng)小于表4.6.7規(guī)定的值。設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱噴淋)的場(chǎng)所,其室內(nèi)凈高大于8m時(shí),應(yīng)按無噴淋場(chǎng)所對(duì)待。
表4.6.7火災(zāi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的熱釋放速率
對(duì)于商場(chǎng)、展覽廳一般可以認(rèn)為是快速火。
按照#熱釋放速率為3.0MW推算:0.044·t2=3000.
可以推算出:t=4.35min。
如果按照中速火來推算:0.011·t2=3000
可以推算出:t=17min。
如果按照超快火來推算:0.178·t2=3000
可以推算出:t=2.16min。
所以可以認(rèn)為商場(chǎng)的火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間(2.16,17)min之間,大概率為4.35min。
通過這樣的計(jì)算,可以對(duì)火災(zāi)增長(zhǎng)時(shí)間有個(gè)大致的認(rèn)識(shí)。
其實(shí)大部分火災(zāi)發(fā)生以后,能夠留個(gè)大家的疏散時(shí)間是非常短的。一般都少于20min。