消防工程中防烟技术与防爆技术的安全性分析

吴晓红

摘要：随着消防工程的不断发展以及人们的日益关注，消防工程中防烟技术与防爆技术备受瞩目，其安全性的分析更是成为大家关注的热点。本文从火灾发生的条件、及发展过程、双重性及危害性出发，主要介绍了防烟技术的安全性和防爆技术的安全性，具有一定的社会价值。

关键词：消防工程；防烟技术；防爆技术；安全性分析

1 火灾

消防工程的主要对象就是火灾，火灾指失去控制蔓延成灾的燃烧现象，或指超出有效范围的燃烧，通常会造成人员和财产的损失。人员和和财产损失较轻时，有时也称火警或未遂火灾事故。

1.1 火灾发生的条件

火灾的发生必须是可燃物，助燃物（剂：氧化剂），着火源三个基本条件同时具备，并且相互作用（即构成燃烧系统）。

1.2 建筑火灾的发展过程

火灾的发展大都需要经历以下的发展的过程，如图1所示：

图1 典型火灾发展过程

初起期（阶段）（烟，阴燃）→发展期（窜出火苗，火势由局部到大面积）→最盛期（空气剧烈对流，风助火势，火势强盛，火焰包围可燃物，烈火熊熊）→衰弱期（可燃物逐渐减少）→熄灭期（可燃物不足，惰性介质，灭火作用等）。

1.3 火灾的双重性

火灾具有双重性，即确定性和随机性。所谓确定性是指火灾发展的规律性：初期（孕育，发生）→发展→最盛→ 熄灭等；所谓随机性是指火灾的不确定因素（如可燃物数量，通风条件等），可能达不到最盛期。

1.4 火灾的危害

火灾的危害主要体现在以下三个方面：

（1）对人体直接造成的烧伤和烧死；

（2）造成财产的损失；

（3）烟气的危害。

2 防排烟技术安全性

2.1 烟气的组成

烟气是一种混合物，包括燃烧产物如CO2、水蒸气，以及未燃的燃气、CO，多种有毒有腐蚀性的气体，固体微小颗粒和液滴，卷入的空气等。

2.2 烟气的危害

烟气的危害性主要体现在以下几个方面：

（1）毒性：①窒息 如CO2等气体，②中毒，主要是CO，多数的中毒死亡都是由它引起的。

（2）烟气的高温能使人灼伤，造成呼吸困难。

（3）能妨碍人员逃生和妨碍灭火。

2.3 烟气的控制措施

防排烟工程的目的是要防止火灾产生大量的烟气，阻止烟气的迅速蔓延，确保人员的安全疏散和改善扑救条件。为达上述目的，对于烟气的控主要有以下措施：

（1）设置机械排烟、送风系统，进行机械排烟或正压送风防烟；

（2）对建筑进行防烟分隔或建立防烟封闭避难区；

（3）设计自然通风口，利用烟气的热浮力特性采用自然排烟；

（4）对建材和家具进行阻燃、消烟处理；

（5）利用喷洒化学消烟剂或水雾等进行消除烟气中有毒成份及烟尘粒子，提高能见度。

2.4 防烟技术安全性

2.4.1 防烟分隔或建立防烟封闭避难区

目前规范最常使用防烟的手段就是建立防烟分区，使软质活动挡烟垂壁，玻璃挡烟垂壁等各种挡烟垂壁相继出现。

但目前建筑空间越来越大，防烟分隔或防烟封闭避难区对建筑的限制，使建筑设计受到影响。有些大空间无法进行分隔，如机场候机楼，对此国际上提出了Cabin设计概念（安全岛）。

2.4.2 自然通风排烟技术

该技术简便易行且较经济，无需较多的维护管理，也是目前较广泛采用的控烟技术之一。

但易受外界环境的影响和建筑本身的限制，因而设计要合理，外界风压的影响要给予充分的考虑，因此国外开发出了能自动开启和能减小外界风力影响的风阀。

2.4.3 建筑材料和家具的阻燃、消烟处理

目前，对建筑材料的消烟处理主要是针对塑料材料，众所周知由于塑料为有机物，并含有各种有机、无机物助剂，燃烧时会产生大量的有毒成份，如HCl，HCN 等，塑料燃烧产生的烟气的剌激性和减光性都非常强。

目前，常用抑烟剂主要有金属氧化物、无机盐，如Al（OH）3，ZnO，B2O3。世界上主要工业国家都对消烟机理和新型消烟助剂的研究非常重视。

2.4.4 化学消烟技术

理论上火灾烟气中有毒成份为一些酸性物质或可溶于水的物质，烟雾的本质是一种气溶胶，因此向烟气喷洒能中和酸性物质的化学药剂或水，以消除烟气中的大量有毒物质，或使气溶胶凝聚消除烟气的减光性。

国内外都已研究出一些消烟剂， 但受效果、喷洒技术和成本的限制还未能真正进入实用阶段。

3 防爆技术安全性

所谓爆炸，是指物质在瞬间以机械功的形式释放大量气体和能量的现象。二炸极限则是指可燃物质（可燃气体，蒸气或粉尘）与空气（氧气）的混合物，遇着火源能够发生爆炸的浓度范围，亦称着火极限。

3.1 爆炸的危害性

爆炸具有以下主要的危害：

（1）直接的破坏作用：设备容器被炸毁，碎片可在100-500米内分散，在大范围内造成危害。

（2）冲击波的破坏作用：爆炸产生的高压高温高能的气体向活塞一样挤压周围的空气，形成冲击波。对周围的建筑物，设备和人员的震荡作用，而造成破坏和伤害。

（3）造成火灾：爆炸产生的高温热量，容器破裂的静电放电能把周围的可燃性物体点燃，引起火灾。

（4）造成中毒和环境的污染。好多物质不仅可燃，而且有毒性。

3.2 防爆原则

防爆措施具有以下基本原则：

（1）防止形成爆炸性混合物；（2）严格控制火源；（3）设置爆炸泄压装置；（4）切断爆炸传播途径；（5）阻挡爆炸冲击波的破坏能力；（6）设置爆炸监测预警。

3.3 防爆技术安全性

（1）承爆。气体和粉尘爆炸爆燃防护的第一选择是全承爆。在某些角度，承爆是一种有吸引力的方法，因为该方法在本质上是一种被动式的防护方法，而且避免了泄放物的处置等问题。一般情况下，我们优先选择其他爆炸防护方法。

（2）抑爆。在爆燃形成破坏性压力之前即探测到初期爆炸并扑灭爆炸，这涉及到高速火焰抑制系统。

（3）泄爆。爆燃泄压是指在容腔中开设泄压口，在预定的压力（称为静态开启压力Pstat）下打开泄爆口，使物料膨胀和流动经过泄压开口直接或通过泄爆管卸放到大气环境，从而降低爆燃压力（Pred）。泄爆可用于气体、粉尘或杂混物加工处理过程中对爆炸进行防止。

（4）隔爆。防止爆炸通过管道或坑道从一个加工单元空间向其他加工单元扩展，从而达到防止爆炸的目的。

4 结论

随着社会的不断进步，科技的日益发展，防烟技术和防爆技术也在不断提升，对于防烟技术与防爆技术的安全性分析必将成为未来的趋势。

参考文献

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