二、建筑火灾烟气的流动过程

　　火灾发生在建筑内时，烟气流动的方向通常是火势蔓延的一个主要方向。500℃以上热烟所到之处，遇到的可燃物都有可能被引燃。

　　(一)烟气流动的路线及特点

　　建筑发生火灾时，烟气扩散蔓延主要呈水平流动和垂直流动。在建筑内部，烟气流动扩散一般有三条路线。第一条，也是最主要的一条:着火房间→走廊→楼梯间→上部各楼层→室外;第二条:着火房间→室外;第三条:着火房间→相邻上层房间→室外。

　　1.着火房间内的烟气流动

　　描述室内烟气流动特点和规律涉及几个重要的概念，包括烟气羽流、顶棚射流、烟气层沉降 。

　　(1)烟气羽流。燃烧中，火源上方的火焰及燃烧生成的流动烟气通常称为火羽流。而火焰区上方为燃烧产物即烟气的羽流区，其流动完全由浮力效应控制，一般称其为烟气羽流或浮力羽流。由于浮力作用，烟气流会形成一个热烟气团，在浮力的作用下向上运动，在上升过程中卷吸周围新鲜空气与原有的烟气发生掺混。

　　(2)顶棚射流。当烟气羽流撞击到房间的顶棚后，沿顶棚水平运动，形成一个较薄的顶棚射流层，称为顶棚射流。由于它的作用，使安装在顶棚上的感烟探测器、感温探测器和洒水喷 头产生响应，实现自动报警和喷淋灭火。

　　研究表明，假设顶棚距离可燃物的垂直高度为 H， 多数情况下顶棚射流层的厚度约为距离顶棚以下高度 H 的 5% - 12% ，而顶棚射流层内最大温度和最大速度出现在距离顶棚以下高度 H 的 1%处。 顶棚射流的最大温度和最大速度值是估算火灾探测器和喷头热响应的重要基础。

　　(3)烟气层沉降。随着燃烧持续发展，新的烟气不断向上补充，室内烟气层的厚度逐渐增加。 在这一阶段，上部烟气的温度逐渐升高、浓度逐渐增大，如果可燃物充足，且烟气不能充分地从上部排出，烟气层将会一直下降，直到浸没火源。

　　发生火灾时，应设法通过打开排烟口等方式，将烟气层限制在一定高度内。否则，着火房间烟气层下降到房间开口位置，如门 、 窗或其他缝隙时，烟气会通过这些开口蔓延扩散到建筑的其他地方。

　　2. 走廊的烟气流动

　　3. 竖井中的烟气流动

　　走廊中的烟气除了向其他房间蔓延外，还要向楼梯间、电梯间、竖井、通风管道等部位扩 散，并迅速向上层流动。

　　烟气在竖井流动过程中，当坚井内部温度比外部高时，相应内部压力也会比外部高。此时，如果竖井的上部和下部都有开口，气体会向上流动，且在一定高度形成压力中性平面(室内外压力平衡的理论分界面，简称中性面)。对于开口截面积较大的建筑，相对于浮力所引起 的压差而言，气体在竖井内流动的摩擦阻力可以忽略不计，由此可认为竖井内气体流动的驱动力仅为浮力。

　　(二)烟气流动的驱动力

　　1.烟囱效应

　　当建筑物内外的温度不同时，室内外空气的密度随之出现差别，这将引发浮力驱动的流动。竖井是发生这种现象的主要场合，在竖井中，由于浮力作用产生的气体运动十分显著，通常称这种现象为烟囱效应。在火灾过程中，烟囱效应是造成烟气向上蔓延的主要因素。

　　2.火风压

　　火风压是指建筑物内发生火灾时，在起火房间内，由于温度上升，气体迅速膨胀，对楼板和四壁形成的压力。火风压的影响主要在起火房间，如果火风压大于进风口的压力，则大量的烟火将通过外墙窗口，由室外向上蔓延;若火风压等于或小于进风口的压力，则烟火便全部从内部蔓延，当它进入楼梯间、电梯井、管道井、电缆井等竖向孔道以后，会大大加强烟囱效应。

　　烟囱效应和火风压不同，它能影响全楼。

　　3.外界风的作用

　　三、建筑室内火灾发展的阶段

　　(一)初期增长阶段

　　(二)充分发展阶段

　　(三)衰减阶段

　　四、建筑室内火灾的特殊现象

　　(一)轰燃

　　当建筑室内火灾出现以下三种情况，即可判断发生了轰燃:一是顶棚附近的气体温度超过某一特定值 (约 600℃ ) ;二是地面的辐射热通量超过某一特定值(约 20 kW/m2 ); 三是火焰从通风开口喷 出。影响轰燃发生的重要因素包括室内可燃物的数量、燃烧特性与布局、房间的大小与形状、 开口的大小、位置与形状、室内装修装饰材料热惯性(即导热系数、密度和比热组合成的一个 参数，决定热量吸收的多少)等。

　　(二)回燃

　　是指当室内通风不良、燃烧处于缺氧状态时， 由于氧气的引入导致热烟气发生的爆炸性或快速的燃烧现象。回燃通常发生在通风不良的室内火灾门窗打开或者被破坏的时候。

　　室内发生火灾时，处于气相的可燃泪合物浓度和室内的氧浓度是回燃发生的决定性因素。回燃的剧烈程度随室内可燃气相混合物浓度的增加而增大。室内火灾中可燃气相混合物浓度的大小，主要取决于室内可燃物的类型、火灾荷载密度、通风条件以及燃烧时间等。

　　第四节 防火和灭火的基本原理与方法

　　二、灭火的基本原理与方法

　　(一)冷却灭火

　　对于可燃固体，将其冷却在燃点以下;对于可燃液体，将其冷却在闪点以下，燃烧反应就可能会中止。用水扑灭一般固体物质引起的火灾，主要是通过冷却作用来实现的，水具有较大的比热容和很高的汽化热，冷却性能很好。

　　(二)隔离灭火

　　例如，自动喷水-泡沫联用系统在喷水的同时喷出泡沫，泡沫覆盖于燃烧液体或固体的表面，在发挥冷却作用的同时，将可燃物与空气隔开，从而可以灭火。再如，在扑灭可燃液体或可燃气体火灾时，迅速关闭输送可燃液体或可燃气体的管道的阀门，切断流向着火区的可燃液体或可燃气体的输送，同时打开可燃液体或可燃气体通向安全区域的阀门，使已经燃烧或即将燃烧或受到火势威胁的容器中的可燃液体、可燃气体转移。

　　(三)窒息灭火

　　可燃物的燃烧是氧化作用，需要在最低氧浓度以上才能进行，低于最低氧浓度，燃烧不能进行，火灾即被扑灭。一般氧浓度低于15%时，就不能维持燃烧。在着火场所内，可以通过灌注非助燃气体，如二氧化碳、氮气、蒸汽(水喷雾)等，来降低空间的氧浓度，从而达到窒息灭火。

　　(四)化学抑制灭火

　　由于有焰燃烧是通过链式反应进行的，如果能有效地抑制自由基的产生或降低火焰中的自由基浓度，即可使燃烧中止。化学抑制灭火的灭火剂常见的有干粉和七氟丙烷。 化学抑制灭火速度快，使用得当可有效地扑灭初期火灾，减少人员伤亡和财产损失。该方法对于有焰燃烧火灾效果好，而对深位火灾由于渗透性较差，灭火效果不理想。

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