防排煙工程基礎知識

一.煙氣的基礎知識
煙氣是物質燃燒和熱解的產物。火災過程所產生的氣體，剩余空氣和懸浮在氣體中的微粒的總和稱為煙氣。
影響煙氣的成分和性質的因素。
煙氣的成分和性質首先取決于發生熱解和燃燒的物質本身的化學組成，其次還與燃燒條件有關。
對于正常的燃燒工況，燃燒條件得到良好的保證，燃燒進行得比較*，所生成的氣體都不能再燃燒，這種燃燒稱為*燃燒，其燃燒產物稱為*燃燒產物。
對于非正常的燃燒工況，沒有良好的燃燒條件，燃燒進行的很不*，稱為不*燃燒，相應的燃燒產物稱為不*燃燒產物。建筑物發生火災時就屬于這種情況。由于火災時參與燃燒的物質比較復雜，尤其是發生火災的環境千差萬別，所以火災煙氣的組成相當復雜。
火災煙氣的危害性
火災煙氣會造成嚴重危害，其危害性主要有毒害性，減光性和恐怖性。火災煙氣的危害性可概括為對人們生理上的危害和心理上的危害兩方面，煙氣的毒害性和減光性是生理上的危害，而恐怖性則是心理上的危害。
（一）火災煙氣的毒害性
首先，煙氣中含氧量往往底于人們生理正常所需要的數值，當空氣中含氧量降低到15%時，人的肌肉活動能力下降；降到10-14%時，人就四肢無力，智力混亂，辨不清方向；降到6-10%時，人就會暈倒。所以對處在著火房間內的人們來說，氧的短時致死濃度為6%。而實際的著火房間中氧的zui低濃度可達到3%左右，可見在發生火災時人們要是不及時逃離火場是很危險的。
其次，煙氣中含有各種有毒氣體，而且這些氣體的含量已超過人們生理正常所允許的zui高濃度，造成人們中毒死亡。
第三，煙氣中懸浮微粒也是有害的。危害zui大的顆粒直徑小于10微米的飄塵，它們肉眼看不見，能長期漂浮在大氣中，少則數小時，長則數年微粒小于5微米的瓢塵，由于氣體擴散作用，能進入人體肺部粘附并聚集在肺泡壁上，引起呼吸道病和增大心臟病死亡率，對人造成直接危害。
第四，火災煙氣具有較高的溫度，這對人們也是一個很大的危害，在著火房間內，煙氣溫度可高達數，在地下建筑中，火災煙氣溫度可高達一千度以上。人們對高度煙氣的忍耐性是有限的。在65攝氏度時，可短時忍受；在120攝氏度時15分鐘內將產生不可恢復的損傷。
總之，火災生成煙氣的毒害性可歸納為八個字，即缺氧、毒害、塵害、高溫。
（二）火災的減光性
可見光波的波長為0.4-0.7微米，一般火災煙氣中煙粒子粒徑為幾微米到幾十微米，即煙粒子的粒徑大于可見光的波長，這些煙粒子對可見光是不透明的，即對可見光有*的遮蔽作用，當彌蔓時，可見光因受到煙粒子的遮蔽而大大減弱，能見度大大降低，這就是煙氣的減光性。
（三）火災煙氣的恐怖性
發生火災時，特別是發生爆燃時，火焰和煙氣沖出門窗空洞，濃煙滾滾，烈火熊熊，使人產生了恐怖感，常常給疏散造成混亂局面，使有的人失去活動能力，有的甚至失去理智，驚慌失措。所以，恐怖性的危害也是很大的。
防排煙的方式
一、防煙方式
防煙方式歸納起來有非燃化防煙、密閉防煙、阻礙防煙和加壓送風防煙幾種方式。
（一）非燃化防煙
防煙的基本作法首先是非燃化。非燃化防煙是從根本上杜絕煙源的一種防煙方式。關于非燃化的問題，各國都制定了專門的法規或規范，對包括建筑材料，室內家具材料以及各種管道及其保溫絕熱材料在內的各種材料的燃化都作了明確的規定，特別是對那些特殊建筑、大型建筑、地下建筑等許多場所，要求是非常嚴格的。非燃燒材料的特點是不容易發煙，即不燃燒且發煙量很少，所以非燃材料可使火災時產生的煙氣量化大大減少，煙氣光學濃度大大降低。
（二）密閉防煙方式
對發生火災的房間實行密閉防煙也是防煙的一種基本方式，其原理是采用密封性能很好的墻壁等將房間封閉起來，并對進出房間的氣流加以控制。當房間一旦起火時，一般可杜絕新鮮的空氣流入，使著火房間內的燃燒因缺氧而自行熄滅，從而達到防煙滅火的目的。
這種方式一般適用于防火分區容易分得很細的住宅、公寓、旅館等，并優先采用容易發生火災的房間，如灶房等。這種方式的優點是不需要動力，而且效果很好。缺點是門窗等經常處于關閉狀態使用不方便，而且發生火災時，如果房間內友人需要疏散，仍將引起漏煙。
（三）阻礙防煙方式
在煙氣擴散流動的路線上設置各種阻礙以防止煙氣繼續擴散的方式稱為阻礙防煙方式。這種方式常常用在煙氣控制區域的交界處，有時在同一區域內也采用。防煙卷簾、防火門、防火閥、防煙垂壁等都是這種阻礙結構。
（四）加壓防煙方式
在建筑物發生火災時，對著火區以外的區域進行加壓送風，使其保持一定的正壓，以防止煙氣侵入的防煙方式稱為加壓防煙。因為加壓區域和非加壓區域之間有若干常規的擋煙物，如墻壁]樓板及門窗等，擋煙物兩側的壓力差可有效地防止煙氣通過門窗周圍的縫隙和圍護結構縫隙滲漏過來，如果4-10所示。發生火災是，由于疏散和撲救的需要，加壓區域之間的門總是要打開的，或者是在疏散期間打開，或者是在整個火災期間打開。如果敞開門洞處的氣流速度方向與煙氣流向相反，因達到一定值時，仍能有效阻止煙氣，即阻止煙氣由非加壓的著火區流動。
加壓防煙方式的優點是能有效地防止煙氣侵入所控制的區域，而且由于送入大量的新鮮空氣，特別適合于作為疏散通道的樓梯間，電梯間及前室的防煙。
二、排煙方式：
（一）自燃排煙方式
自然排煙是利用火災產生的煙氣流的浮力和外部風力作用通過建筑物的對外開口把煙氣排至室外的排煙方式的實質是熱煙氣和冷空氣的對流運動。在自然排煙中，必須有冷空氣的進口和熱煙氣的排出口。煙氣排出口可以是建筑物的外窗，也可以是專門設置在側墻上部的排煙口。對高層的建筑來說，曾一度采用的通風排煙豎井，在平常，由于建筑物內空氣溫度一般比室外高，產生浮力，使氣流上升，便于房間排氣。發生火災時，由于室內溫度叫大幅度上升，室內外溫差較大，形成煙囪效應，成為排煙的一種動力，國外常稱為煙塔排煙方式。
這種方式由于利用了豎井的“煙囪效應”，產生抽風力，所以排煙效果好，它不受室外條件的影響，而且設備簡單，不需要動力，如果考慮了豎井的耐熱問題，可排除教高溫度的煙氣，因此得到了一定的應用。這種方式的主要缺點是占地面積大。
（二）機械排煙方式
1.全面通風排煙方式
在對房間利用排煙機進行機械排煙的同時，利用送風機進行機械送風，這種方式稱為全面通風排煙方式。由于這種機械排煙方式給控制區送入了大量的新鮮空氣，為避免產生助燃的影響，它不適用于應用在著火區的，可用于非著火的有煙區，系統運行時可使系統的送風量稍大于排煙量，使控制區顯微正壓。這種方式的優點是防煙排煙效果好，而且穩定，不受任何氣象條件的影響從而確保控制區域的安全，缺點是需要送、排風兩套機械設備。投資較高。耗電量也較大。
2.負壓機械排煙方式
利用排煙機把著火房間中產生的煙氣通過排煙口排到室外的排煙方式稱為負壓排煙方式。在火災發展初期，這種排煙方式能使著火房間內壓力下降，造成負壓，煙氣不會像其它區域擴散。但火災猛烈發展階段，由于煙氣大量產生，排煙機如來不及把其*排除，煙氣就可能擴散到其它區域中去。另外排煙機要求能承受高溫煙氣，而且還需要設防火閥，在超溫時自動關閉停止排煙。所以，不僅初投資高，而且日常維護管理費用也高。