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同学们好
本次课我们来学习火灾烟气的流动过程
在火场中
要做到快速有效排烟
就必须首先了解火灾烟气的运动规律
首先我们先来学习火灾烟气
在着火房间中的扩散流动过程
火灾烟气在着火房间内的
扩散流动大体可分为6个阶段
首先是初始点燃阶段
在这一阶段中
由于是火灾的初起阶段
空气中氧气充足
因而火势处于自由燃烧的状态
不受房间尺寸的影响
第二个阶段为羽流发展阶段
在此阶段
房间内的火势仍然是自由燃烧的状态
烟羽流初步形成
受到热浮力的作用持续上升
并在上升过程中不断卷吸空气
体积越来越大
第三个阶段为羽流—顶棚相互作用阶段
在这个阶段中
烟羽流在上升过程中受到顶棚的
阻挡改变运动方向
烟气开始沿顶棚向水平方向蔓延
出现顶棚射流
在这一阶段中
火势仍然处于自由燃烧状态
房间的高度对烟气的运动有重要影响
由于烟气上升过程中不断卷吸冷空气
上升速度逐渐减慢
在接触到顶棚后会与顶棚之间进行热交换
并且受到与顶棚之间摩擦力的作用
因而顶棚的高度和摩擦力决定了
顶棚射流的厚度和运动速度
顶棚高度越低
顶棚射流的厚度也就越大
顶棚的摩擦力越大
顶棚射流的运动速度越慢
第四阶段为顶棚射流
与墙壁相互作用阶段
在这一阶段中墙壁会改变
顶棚射流的运动状态
形成沿墙壁向下运动的墙壁射流
而顶棚的高度和摩擦力
同样对墙壁射流的厚度
和运动速度有重要影响
第五个阶段为上部烟气层形成阶段
墙壁射流在沿墙壁向下运动过程中
继续卷吸空气
并且仍然受到向上的热浮力作用
这两个因素导致它不会始终向下运动
而是在到达一定高度时失去向下的动力
保持在这一高度或是向上运动
在这一过程中烟羽流
顶棚射流和墙壁射流互相作用
最终会在房间上部形成稳定的烟气层
烟气层的体积和重量随时间的发展越来越大
开始逐步房间下部蔓延
严重威胁到人员生命和财产的安全
在这一阶段
火灾探测器会动作
房间内的自动报警系统
和自动灭火系统会启动来控制火势
保障人员安全疏散
最后一个阶段是烟气进一步填充阶段
在这一阶段中
烟气层稳定下降
最终充满整个房间
并通过房间内的门、窗
洞口等孔洞向房间外扩散
下面我们来看一段着火房间内
烟气填充的动画
通过观看动画有助于更好的
认识这六个阶段
在这六个阶段中最为重要的
一个概念是顶棚射流
首先我们来看顶棚射流的定义
当烟气羽流撞击到房间的顶棚受到
房间顶棚的阻挡后
便沿顶棚下方向四面扩散开来
这种水平流动的薄烟气层称为顶棚射流
顶棚射流之所以重要是因为正是由于它的作用
使安装在顶棚的感烟探测器
感温探测器和自动灭火系统产生响应
实现火灾自动报警和自动灭火
因此
准确了解顶棚射流的运动规律
有助于我们更早的发出火灾报警
和启动自动灭火系统控制火势
从而为人员逃生赢得更多时间
最后
我们来看一下着火房间内的压力分布情况
假设火灾发生在房间的下部
那么在起火区域
由于可燃物燃烧需要消耗大量的氧气
在房间的下部会形成一个负压区
即在此区域内
房间内的气体压力低于房间外部
从而使得空气被不断卷吸进来支持燃烧
而在房间上部
由于烟羽流的持续向上运动
会使得房间上部气体压力增大
形成一个正压区
即房间内的气压高于房间外部
从而使得烟气通过门窗洞口向外扩散
由此可以看出
着火房间内由下至上气压逐渐增大
那么在房间内的气压在由下部至上部
逐渐由负压变成正压的
过程中是否会存在一个零点呢
也就是说在这一高度
房间内的气压与房间外部相等
那么是否存在这样一个位置呢
实验证明
在垂直地面的某一高度位置上
必将出现室内外压力差为零
即室内外压力相等的情况
通过该位置的水平面称为
该着火房间的中性层
也叫作中性面
也就是说
这个位置理论上是确实存在的
由此可见
在中性面以下
室外空气的压力总高于
着火房间内气体的压力
空气将从室外流入室内
而在中性面以上
着火房间内气体的压力
总高于室外空气的压力
烟气将从室内排至室外
中性面（层）是防排烟工程中
十分重要的一个概念
它虽然不能被肉眼看到
但它直接影响了排烟的效果
试想
如果在起火房间中
所有的排烟口都位于中性面以下
会出现什么情况
由于中性面以下为负压区
房间内的气压低于房间外部
就是使得烟气无法通过排烟口被排出
也就是说会出现排烟失效的情况
而一旦出现排烟失效的情况
那么房间内的人员就会处于
一个极其危险的状况
这种情况是我们在防排烟系统设计中
要极力去避免的
所以只有了解的中性面的变化规律
才能设计出更合理更高效的排烟系统
那么中性面的变化规律是怎样的呢
我们后面再讲
本次课的内容就到这里
谢谢大家
-1.1建筑消防设施分类
-第一章作业
-2.1火灾自动报警系统适用范围及工作原理
-2.2.1火灾探测报警系统
-2.2.2消防联动控制系统
-2.3火灾探测器的分类
-2.4感烟式火灾探测器
-第二章作业
-3.1防排烟系统
--3.1防排烟系统
-3.2.1火灾烟气的流动过程
-3.2.2火灾烟气在竖井的扩散流动
-3.3.1防烟分区
-3.3.2自然排烟
-3.3.3风压作用下的自然排烟
-3.4机械排烟设备及设置要求
-3.5机械防烟
--3.5机械防烟
-第三章作业
-4.1.1消防给水及消火栓系统（1）
-4.1.2消防给水及消火栓系统（2）
-4.2.1消防水源及供水设施（1）
-4.2.2消防水源及供水设施（2）
-4.2.3消防水源及供水设施（3）
-4.2.4消防水源及供水设施（4）
-4.3消火栓系统
--4.3消火栓系统
-第四章作业
-5.1自动喷水灭火系统
-5.2干式自动喷水灭火系统和预作用自动喷水灭火系统
-第五章作业
-6.1细水雾灭火系统
-6.2细水雾灭火系统组件
-第六章作业
-7.1泡沫灭火系统
-7.2泡沫液及泡沫灭火系统主要组件
-7.3.1泡沫灭火系统设计主要参数（上）
-7.3.2泡沫灭火系统设计主要参数（下）
-7.4泡沫灭火系统检查与维护管理
-第七章作业
-8.1灭火器概述
--8.1灭火器概述
-8.2.1灭火器的配置（上）
-8.2.2灭火器的配置（下）
-8.3灭火器的维护管理
-第八章作业
-9.1消防配电
--9.1消防配电
-第九章作业
