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隧道火灾烟气危害性及其火灾特性

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-08-15   浏览次数:339  分享到: 分享到腾讯微博
       隧道火灾中产生的大量烟气威胁人员逃生、影响火灾扑救路线、阻碍救援人员对伤员的救助。就其火灾特性来说,隧道火灾由于其狭长空间形式,致使火灾的发展和烟气的蔓延特性不同于一般建筑。隧道火灾中的烟气分层、温度分布、热释放速率以及其临界风速等,在不同送风条件下的特性也各不相同。
一、隧道火灾烟气危害性
 
      隧道火灾烟气对人员的危害:隧道火灾发生时,其火灾烟气对人员造成的危害主要体现在以下三个方面:
 
(1)火灾烟气具有毒害性,烟气中所含CO等有毒气体,对被困人员呼吸系统的毒害作用,危害巨大。当火灾燃烧到一定的阶段,CO2浓度可达15%-23%,当空气中CO2浓度大于20%,或者CO浓度大于1%时,在短时间内可致人死亡。随着火灾的发生和发展,隧道中热烟气层的高度不断降低,一旦降低至人的口鼻的高度,就会对人员的呼吸造成影响,威胁到逃生人员的生命安全。
 
(2)烟气具有很强的减光性,烟气的蔓延会极大降低隧道内能见度。这一危害作用,在建筑长走廊中进行人员疏散时,尤为危险。火灾中由于火势的蔓延破坏,使隧道内的照明中断,对人员的逃生更加不利。
 
(3)火灾烟气具有高温辐射性,起火点附近温度可达800-900℃,有时甚至高达1000℃以上。高温可对人的皮肤形成热灼伤甚至导致死亡,研究表明,人在空气温度达到150℃的环境中,只能生存5min,这对逃生人员造成巨大威胁。
 
     隧道火灾烟气对灭火作战的影响:隧道属于狭长受限空间,火灾烟气在狭长受限空间内的输运不同于一般建筑中,隧道出入口少,烟气流动距离长,不易排出,这更增大了内攻灭火和救人的难度。
 
(1)低能见度阻碍了侦查人员发现火点。隧道发生火灾时,一旦供电设施断电,照明不足,进入火场内部寻找火点的消防队员就难以进行有效侦查。若隧道内烟气大量蔓延扩散,即使有应急照明设备,照射出的灯光也难以穿透烟粒子,形成有效照明。因此,前期的侦查行动受到火灾烟气的阻碍,会严重拖延灭火行动的开展。
 
(2)烟气的蔓延阻隔了内攻灭火通道。隧道空间结构狭长,出入路线单一,在灭火内攻时,若火灾烟气在铺设水带的路线上蔓延,内攻行动就会严重受阻,甚至被迫停止。因此,灭火通道上的排烟行动必须要预先展开。
 
(3)烟气的毒性影响灭火作战效率。火场中弥漫着有毒烟气,进入火场的无论是指挥员还是战斗员,都要佩戴空气呼吸器或者氧气呼吸器,以免呼吸受到影响。呼吸防护装备的佩戴,必然会对作战人员的灵活性和机动性造成一定的不良影响。
 
       同时,消防部队最常配备的空气呼吸器的使用时限一般不超过30min,当战斗员在高温、浓烟、黑暗条件下作战,体能消耗增强,加之恐慌的心理作用,使得空气呼吸器钢瓶的使用时间一般按照20分钟计算,这更是大大降低了灭火作战的效率。
 
二、隧道火灾特性:由于空间的限制,隧道火灾中热烟气层反馈给内部空间的热量比在室外火灾中接受的热量要大得多。
 
 01 烟气分层
 
    在燃料控制的隧道火灾中,烟气流动状态和烟气分层程度取决于隧道内部的风速。
 
 02 温度分布
 
    利用移动装备对隧道进行送风排烟时,隧道顶部温度的纵向分布与烟气分层有一定的联系。
 
03 热释放速率
 
    为了控制火灾烟气蔓延,许多隧道中都装有纵向通风系统,然而设计部门却很少考虑通风对于火灾的发展和传播的影响。
 
 04 临界风速
 
    临界风速为隧道内发生火灾时,为了抑制火灾烟气回流,通过火场送风,在隧道内形成的最小纵向送风风速。为临界风速时烟气没有发生回流现象。 在进行隧道火灾扑救时,消防员的最终目标是疏散和救援所有被困人员,控制并熄灭火灾。火场送风排烟根据临界风速原理,可以将火灾产生的烟气控制在火源的下方,这会在火源上风方向提供一个无烟的逃生路线。
 
       然而,值得注意的一个问题是,达到临界风速的火场送风,可能会加剧燃烧物的燃烧。因此,在利用排烟装备进行火场送风排烟时,要合理调节排烟装备的战术参数。


美国标准:ASTM E84 建筑材料表面燃烧性能:http://www.ecosafene.com/firetesting/building/427.html


 

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