負壓引煙防火技術研究

隨著經濟的迅速發展，城市化進程的日益加快，我國的高層、超高層建筑的數量明顯增加。在給人們帶來舒適、美觀的視覺感受和優越的辦公和居住環境的同時，高層建筑也給火災防治帶來了很多的問題。由于其高度大，火災發生后火焰和煙氣蔓延迅速，蔓延通道復雜，特別是在較高樓層發生火災時，消防撲救和控制火勢非常困難。同時，由于聚集人員多、疏散距離和疏散時間長，火災一旦蔓延開來，會給建筑內的人員安全造成較大威脅。從近年來頻發的火災案例可以看出，高層建筑火災問題已成為城市消防部門防災工作關注的重點和難點，發展高層建筑火災防治技術有著重要的意義。

高層建筑火災中，煙氣蔓延是火災難以控制以及造成較大危害的主要因素。高層建筑一旦發生火災，往往火勢迅猛，濃煙彌漫，使人驚慌失措，容易出現燒傷和因吸入熱空氣及有毒氣體而出現中毒現象；此外煙氣的擴散使光線模糊不清，需要疏散的人員看不清出口或看不清疏散標志；特別是煙氣中含有有毒氣體，會使人窒息，甚至死亡。而我國現有防火設計規范規定，對高層建筑的內走道和面積大于100m2的房間需要設置排煙系統，而對一般房間未作要求。這樣，一旦建筑房間內發生火災，煙氣一方面通過外立面窗戶向外蔓延進而向上層蔓延，另一方面會通過房門蔓延到走廊等公共區域，人員要進入到疏散樓梯，不得不先通過充滿煙氣的走道。這時，在熱壓力的作用下，煙氣還會隨著人員進入“疏散樓梯”，導致煙氣在樓梯內的蔓延，影響整個建筑的人員逃生。在此情況下極易造成人員窒息、中毒和燒傷。由此可知，現有的煙氣控制方法會使煙氣從起火房間向其它公共區域蔓延，會造成煙氣對人員危害的范圍的擴大。因此，發展新的煙氣控制技術，及時有效的組織著火房間內的煙氣排放，將煙氣控制在著火房間內，使之不在整個高層建筑蔓延開，對于整個建筑的人員安全具有重要意義。

為解決高層建筑煙氣控制存在的問題，福昌集團根據煙囪效應原理，發明了一種負壓防火樓宇結構。通過該結構可以實現將火災煙氣控制在著火房間，并達到限制火災規模的目的。其主要工作原理為：

當建筑的某個獨立房間不慎發生火災時，由于室內煙火的溫度高于觸發開啟“補氣口門”和“排煙口門”的“熱熔膠粘劑”石蠟的熔化溫度，這樣，石蠟首先熔化，因而補氣窗門在“補氣口門配重塊”或者拉簧或者自身重力的作用下繞補氣口的底部發生翻轉，使補氣口打開；同樣，排煙口在同一原理下自動打開，并觸發“引風機”開關，啟動樓頂引風機工作。這樣在煙囪效應的作用下，室內的高溫煙火通過“排煙口”進入橫排煙通道和豎排煙通道后，通過“引風通道”排至樓宇外的大氣中使房間內形成負壓。當“豎排煙通道”頂部溫度過高時，在上述原理或者通過“電子高溫感應器”的作用下，觸發“蓋板”自動打開，并關閉“引風機”，通過“豎排煙通道”自然排煙。與此同時，在負壓作用下，自然補氣口不斷地將室外較冷的新鮮空氣引入室內，一方面阻止熱煙氣向外蔓延，另一方面通過通風控制燃燒，控制火災的規模，降低火災現場的溫度，減少火災蔓延的可能性，從而將火災控制在起火房間內，有效地防止了更大的火災發生。

該技術將機械排煙和自然排煙有機結合起來，利用高層建筑內部的天然煙囪效應，能夠在房間內形成有效的負壓，合理引導煙氣的流動，不僅能夠有效地阻止煙氣蔓延出起火房間，還能有效控制火災規模，保障建筑內人員安全和降低火災損失，并且樓層越高效果也明顯。

為了驗證本技術的實際效果，江蘇福昌環?？萍技瘓F有限公司與中國科技大學火災科學國家重點實驗室聯合進行“負壓引煙樓宇防火結構對煙氣控制有效性的實驗”，通過模擬火災實驗，可以看到該技術能夠達到控制火災煙氣蔓延，降低火災危險性的目的，其火災控制效果非常顯著?；馂目茖W國家重點實驗室的專家認為該技術主要有創新點為：1.針對高層建筑的特點，利用煙囪效應形成的負壓對房間內煙氣進行排放，通過補氣口的空氣流動實現對煙氣的控制，避免煙氣通過窗戶向外排放，實現了將煙氣控制在起火房間的目的，是高層建筑煙氣控制思路的一大轉變。2.通過補氣，降低房間內的溫度，控制氧氣供應，減少火災規模。3.該技術實現了整個火災過程排煙的連續性。在機械排煙關閉后，自動向自然排煙模式轉換，利用煙氣的煙囪效應實現排煙控煙的目的。

我公司已成功在一棟八層樓上進行現場實驗，江蘇省消防總隊、江蘇省消防協會、常州市消防支隊、江蘇省建筑設計研究院、南京市建筑設計研究院、中國科技大學的相關領導和專家興致勃勃地觀看了實驗全過程。各位專家一致認為“負壓引煙樓宇防火結構”現場實驗是成功的，該技術在建筑消防技術中是一個創新，其推廣應用是一件利國利民的大好事。