消防工程中防煙技術與防爆技術的安全性分析

吳曉紅

摘要：隨著消防工程的不斷發展以及人們的日益關注，消防工程中防煙技術與防爆技術備受矚目，其安全性的分析更是成為大家關注的熱點。本文從火災發生的條件、及發展過程、雙重性及危害性出發，主要介紹了防煙技術的安全性和防爆技術的安全性，具有一定的社會價值。

關鍵詞：消防工程；防煙技術；防爆技術；安全性分析

1 火災

消防工程的主要對象就是火災，火災指失去控制蔓延成災的燃燒現象，或指超出有效范圍的燃燒，通常會造成人員和財產的損失。人員和和財產損失較輕時，有時也稱火警或未遂火災事故。

1.1 火災發生的條件

火災的發生必須是可燃物，助燃物（劑：氧化劑），著火源三個基本條件同時具備，并且相互作用（即構成燃燒系統）。

1.2 建筑火災的發展過程

火災的發展大都需要經歷以下的發展的過程，如圖1所示：

圖1 典型火災發展過程

初起期（階段）（煙，陰燃）→發展期（竄出火苗，火勢由局部到大面積）→最盛期（空氣劇烈對流，風助火勢，火勢強盛，火焰包圍可燃物，烈火熊熊）→衰弱期（可燃物逐漸減少）→熄滅期（可燃物不足，惰性介質，滅火作用等）。

1.3 火災的雙重性

火災具有雙重性，即確定性和隨機性。所謂確定性是指火災發展的規律性：初期（孕育，發生）→發展→最盛→ 熄滅等；所謂隨機性是指火災的不確定因素（如可燃物數量，通風條件等），可能達不到最盛期。

1.4 火災的危害

火災的危害主要體現在以下三個方面：

（1）對人體直接造成的燒傷和燒死；

（2）造成財產的損失；

（3）煙氣的危害。

2 防排煙技術安全性

2.1 煙氣的組成

煙氣是一種混合物，包括燃燒產物如CO2、水蒸氣，以及未燃的燃氣、CO，多種有毒有腐蝕性的氣體，固體微小顆粒和液滴，卷入的空氣等。

2.2 煙氣的危害

煙氣的危害性主要體現在以下幾個方面：

（1）毒性：①窒息 如CO2等氣體，②中毒，主要是CO，多數的中毒死亡都是由它引起的。

（2）煙氣的高溫能使人灼傷，造成呼吸困難。

（3）能妨礙人員逃生和妨礙滅火。

2.3 煙氣的控制措施

防排煙工程的目的是要防止火災產生大量的煙氣，阻止煙氣的迅速蔓延，確保人員的安全疏散和改善撲救條件。為達上述目的，對于煙氣的控主要有以下措施：

（1）設置機械排煙、送風系統，進行機械排煙或正壓送風防煙；

（2）對建筑進行防煙分隔或建立防煙封閉避難區；

（3）設計自然通風口，利用煙氣的熱浮力特性采用自然排煙；

（4）對建材和家具進行阻燃、消煙處理；

（5）利用噴灑化學消煙劑或水霧等進行消除煙氣中有毒成份及煙塵粒子，提高能見度。

2.4 防煙技術安全性

2.4.1 防煙分隔或建立防煙封閉避難區

目前規范最常使用防煙的手段就是建立防煙分區，使軟質活動擋煙垂壁，玻璃擋煙垂壁等各種擋煙垂壁相繼出現。

但目前建筑空間越來越大，防煙分隔或防煙封閉避難區對建筑的限制，使建筑設計受到影響。有些大空間無法進行分隔，如機場候機樓，對此國際上提出了Cabin設計概念（安全島）。

2.4.2 自然通風排煙技術

該技術簡便易行且較經濟，無需較多的維護管理，也是目前較廣泛采用的控煙技術之一。

但易受外界環境的影響和建筑本身的限制，因而設計要合理，外界風壓的影響要給予充分的考慮，因此國外開發出了能自動開啟和能減小外界風力影響的風閥。

2.4.3 建筑材料和家具的阻燃、消煙處理

目前，對建筑材料的消煙處理主要是針對塑料材料，眾所周知由于塑料為有機物，并含有各種有機、無機物助劑，燃燒時會產生大量的有毒成份，如HCl，HCN 等，塑料燃燒產生的煙氣的剌激性和減光性都非常強。

目前，常用抑煙劑主要有金屬氧化物、無機鹽，如Al（OH）3，ZnO，B2O3。世界上主要工業國家都對消煙機理和新型消煙助劑的研究非常重視。

2.4.4 化學消煙技術

理論上火災煙氣中有毒成份為一些酸性物質或可溶于水的物質，煙霧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或水，以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。

國內外都已研究出一些消煙劑， 但受效果、噴灑技術和成本的限制還未能真正進入實用階段。

3 防爆技術安全性

所謂爆炸，是指物質在瞬間以機械功的形式釋放大量氣體和能量的現象。二炸極限則是指可燃物質（可燃氣體，蒸氣或粉塵）與空氣（氧氣）的混合物，遇著火源能夠發生爆炸的濃度范圍，亦稱著火極限。

3.1 爆炸的危害性

爆炸具有以下主要的危害：

（1）直接的破壞作用：設備容器被炸毀，碎片可在100-500米內分散，在大范圍內造成危害。

（2）沖擊波的破壞作用：爆炸產生的高壓高溫高能的氣體向活塞一樣擠壓周圍的空氣，形成沖擊波。對周圍的建筑物，設備和人員的震蕩作用，而造成破壞和傷害。

（3）造成火災：爆炸產生的高溫熱量，容器破裂的靜電放電能把周圍的可燃性物體點燃，引起火災。

（4）造成中毒和環境的污染。好多物質不僅可燃，而且有毒性。

3.2 防爆原則

防爆措施具有以下基本原則：

（1）防止形成爆炸性混合物；（2）嚴格控制火源；（3）設置爆炸泄壓裝置；（4）切斷爆炸傳播途徑；（5）阻擋爆炸沖擊波的破壞能力；（6）設置爆炸監測預警。

3.3 防爆技術安全性

（1）承爆。氣體和粉塵爆炸爆燃防護的第一選擇是全承爆。在某些角度，承爆是一種有吸引力的方法，因為該方法在本質上是一種被動式的防護方法，而且避免了泄放物的處置等問題。一般情況下，我們優先選擇其他爆炸防護方法。

（2）抑爆。在爆燃形成破壞性壓力之前即探測到初期爆炸并撲滅爆炸，這涉及到高速火焰抑制系統。

（3）泄爆。爆燃泄壓是指在容腔中開設泄壓口，在預定的壓力（稱為靜態開啟壓力Pstat）下打開泄爆口，使物料膨脹和流動經過泄壓開口直接或通過泄爆管卸放到大氣環境，從而降低爆燃壓力（Pred）。泄爆可用于氣體、粉塵或雜混物加工處理過程中對爆炸進行防止。

（4）隔爆。防止爆炸通過管道或坑道從一個加工單元空間向其他加工單元擴展，從而達到防止爆炸的目的。

4 結論

隨著社會的不斷進步，科技的日益發展，防煙技術和防爆技術也在不斷提升，對于防煙技術與防爆技術的安全性分析必將成為未來的趨勢。

參考文獻

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