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談煙氣的危害案例與防排煙問題
來源： 時間：2017-08-03 09:11:40
隨著人們生活水平的提高，建筑物內(nèi)各種室內(nèi)用品及家具利用合成材料的數(shù)量和品種越來越多，不僅熱量釋放速率變化快，其燃燒產(chǎn)生的有害氣體也變得更為復雜，火災煙氣已成為對人的生命安全威脅-大的因素。據(jù)美國消防界統(tǒng)計，因火災而死亡的人中80％是由于吸入毒性氣體而致死的。
一、煙氣造成群死群傷的幾起典型案例
1994年11月27日，星期日，遼寧省阜新市，耐不住寂寞的青年男女紛紛涌向藝苑歌舞廳。13時28分左右，一男青年將燃燒的報紙點燃煙卷后又塞進座下沙發(fā)引起火災。大火迅速蔓延，這場大火造成233人死亡，20人燒傷。同年12月8日18時18分，新疆克拉瑪依市友誼館舞臺光柱燈高溫烤燃特利靈質地的紗幕引起火災，死亡325人，燒傷130人，絕大多數(shù)為7至15歲的中小學生。2000年12月25日晚，河南省洛陽市東都商廈因操作工人在地下室違章電焊引起火災，濃煙迅速蔓延至四樓歌舞廳，造成309人死亡。
這三起火災的嚴重后果，無不是因室內(nèi)有大量可燃物，燃燒時產(chǎn)生大量濃煙和有毒氣體并迅速蔓延，加上沒有采取有效的通風排煙技術措施而造成的。大多數(shù)死者均系在濃煙中呼吸進有毒氣體，昏迷窒息而亡。洛陽“12·25”特大惡性火災事故調查小組成員、--安全生產(chǎn)專家、公安部消防局高級工程師楊志杰痛心地描述了奪命濃煙中300多條生命離去的-后一刻：晚7時，該店的養(yǎng)護工在負一層、負二層的樓梯口違章電焊，飛濺的火花從鋼板中間掉進負二層的沙發(fā)、家具中間，引起火災。東都商廈是地下兩層、地上4層的方形建筑，四角原本都有上下的樓梯，但被多家單位分別用鐵柵欄層層分隔。由于地下樓層著火，沒有窗戶散煙，加上地上一、二樓窗戶緊閉，樓梯間像4個巨大的煙囪，把濃煙迅速吸到頂層四樓正在舉行圣誕舞會的歌舞廳。燃燒的沙發(fā)烤著墻上的化學涂料，濃煙中的一氧化碳、硫化氫等有毒成分越來越濃。正常情況下，只要這幾種氣體在空氣中的含量超過3％，房間里的人就會在一、二分鐘內(nèi)失去知覺，窒息而亡。突然的濃煙使舞廳混亂不堪，整個舞廳漆黑一團。大火熄滅后，四樓沒有一點被燒過的痕跡，但遍地都是尸體。
二、煙氣的產(chǎn)生及危害
煙氣是由燃燒或熱解作用而產(chǎn)生的，散發(fā)于空氣中能被人們看到的燃燒產(chǎn)物叫煙霧，實際上煙霧是由浮游在空氣中的微小固體顆粒、微小液滴及氣體和蒸氣組成，顆粒的大小在0.01～10微米。煙氣對人體的危害主要體現(xiàn)在燃燒產(chǎn)生的有毒氣體所引起的窒息和對人體器官的剌激以及高溫作用等方面。
大部分可燃物質都屬于有機物，它們主要由碳、氫、氧、硫、氮、磷等元素構成，燃燒時會產(chǎn)生大量有毒氣體，如一氧化碳、氫化氰、二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮、氨氣等。這些氣體達到一定濃度時，對人體均有不同程度的危害。例如氰化氫(HCH)是一種迅速致死、窒息性的毒物；二氧化氮(NO2)對肺剌激性強，能引起即刻死亡以及滯后性傷害；氨氣(NH3)有剌激性，有難以忍受的氣味，對眼、鼻有強烈刺激作用；氯化氫(HCL)是呼吸道刺激劑，吸附于顆粒上的HCL的潛在威脅性較之等量的HCL氣體要大。
三、煙氣在建筑物內(nèi)蔓延規(guī)律
1.煙氣在著火房間內(nèi)向上升騰過程中，遇到頂棚后向四周水平擴散并受到周圍建筑圍護體的阻擋和冷卻，有沿墻向下流動的趨勢，煙氣不斷產(chǎn)生，上部煙層逐漸增厚，到達門窗開口以下時，通過開啟的門窗洞口向室外和走廊擴散。如此時門窗關閉，煙層將繼續(xù)增厚，至室內(nèi)溫度升高到一定值(一般為200～300℃)時，門窗上的玻璃破裂，煙氣從門窗的缺口處向室外和走廊擴散。
2.煙氣在走廊內(nèi)流動時，從房間內(nèi)流向走廊內(nèi)的煙氣，開始附貼在天棚下流動，流動的速度一般為每秒0.5～0.8米，由于受到冷卻和空氣混合，煙層逐漸變厚?；馂膶嶒灡砻?，在火勢旺盛階段，煙氣從室內(nèi)流出后呈層流狀態(tài)沿走廊的天棚流動，并且煙層厚度經(jīng)過20米至30米距離也不會變化。但在流動過程中，煙層如受到梁和其他突出物的阻礙，以及受到室外空氣進入或通風空調系統(tǒng)氣流的干擾，其層流的距離將會縮短而形成紊流狀態(tài)。
3.煙氣沿樓梯間、電梯井、管道井等豎井流動時，當室內(nèi)空氣溫度高于室外時，氣流將通過建筑物中和面以下的各層外墻進入，由于室內(nèi)外空氣容量的不同而產(chǎn)生浮力。建筑物內(nèi)上部壓力大于室外壓力，下部的壓力小于室外壓力。當外墻上有開口時，通過建筑物上部的開口，室內(nèi)空氣流向室外；通過下部的開口，室外空氣流向室內(nèi)。這種現(xiàn)象就是建筑物的煙囪效應。這一現(xiàn)象平時對建筑物內(nèi)空氣的流動起著重要的作用。在火災時，由于燃燒放出的大量熱量，室內(nèi)溫度快速升高，建筑物的煙囪效應更加顯著，使火災的蔓延更加迅速，垂直向上的速度約3～4米/秒。
四、采取的防排煙技術措施
1.對建筑材料和家具的阻燃處理，減少煙氣的產(chǎn)生
煙氣是可燃(B2級)材料燃燒的產(chǎn)物。建筑物的耐火等級應為一、二級，其承重構件應采用不燃材料，非承重構件也應采用不燃材料，僅條件非常困難時可采用少量可燃材料。在室內(nèi)裝修時，須盡量采用不燃(A級)或難燃(B1級)材料，特別是頂棚應采用不燃裝修材料，頂棚材料燃燒性能應高于墻面，墻面應高于地面；一般規(guī)定樓梯間的裝修材料應采用A級；門廳和走道的頂棚應采用A級材料，其墻面和地面的裝修材料應采用不低于B1級材料。對可燃材料(如木質材料、紡織物)應作阻燃處理；使用的電氣線路應選用低鹵類絕緣層線纜；對有機物(如塑料)材料應進行抑煙劑技術處理，以減少煙氣生成量和毒性。
2.控制煙氣水平、垂直方向蔓延速度，延長煙氣危害來臨時間
根據(jù)消防技術規(guī)范要求，在建筑物的水平方向應設置防煙分區(qū)，防煙分區(qū)不得跨越防火分區(qū)，面積不超過500平方米，采用梁、防煙垂壁(高度不小于500毫米)、隔墻等圍護設施將煙氣臨時控制在一定區(qū)域內(nèi)，阻擋煙氣在水平方向迅速蔓延；在每層對管道井、電纜井、玻璃幕墻與外墻之間的空隙應采用防火堵料進行封堵，使煙氣不能自下而上自然流動；對電梯井、樓梯間，應采用設置前室、封閉樓梯間，入口設置向疏散方向開啟的防火門，阻隔空氣流動路徑，以減小煙囪效應，防止煙氣迅速進入。
3.設置通風、排煙設施，及時消除煙氣
在房間、內(nèi)走道、樓梯間的外墻上設置可開啟窗戶，窗戶面積不應小于房間面積的5％、走道的2％，靠外墻的樓梯間每五層內(nèi)可開啟外窗面積不應小于2平方米，如果能保持室內(nèi)空氣流動，煙氣就能夠自然排出。如房間、內(nèi)走道沒有自然通風排煙條件，則應增設機械排煙設施，排煙量應按防煙區(qū)面積每平方米不小于60立方(當排煙風機負擔兩個以上防煙分區(qū)時，應按-大防煙區(qū)面積每平方米不小于120立方)計算；排煙口應設在頂棚下或墻上側，不應緊靠出口，以及時排除煙氣，自然或強制排煙系統(tǒng)經(jīng)常被用于控制煙氣使之保持在一定的高度，因而使在煙氣下面逃生成為可能。不具備自然排煙條件或建筑高度超過50米的一類公共建筑和建筑高度超過100米的居住建筑的樓梯間及前室應設機械送風防煙設施，增大樓梯間(40～60Pa)及前室(20～30Pa)內(nèi)氣壓，與走道形成一個氣壓差，以阻止煙氣從內(nèi)走道滲入，使人們能夠從無煙的樓梯間到達室外地面。
4.發(fā)展化學消煙技術
理論上火災煙氣中有毒成分為一些酸性物質或可溶于水的物質，煙氣的本質是一種氣溶膠，因此向煙氣噴灑能中和酸性物質的化學藥劑和水，可消除煙氣中的大量有毒物質，或使氣溶膠凝聚消除煙氣的減光性，從而使人們能從煙氣中安全逃生。為此，我們應加強對此項技術的研究和開發(fā)利用。