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曾道人图:正压送风真的这么简单吗 ?

发布:131期曾道人说 www.y8e4.com.cn | 日期:2018-06-20 | 浏览次数:    字号:
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历史上,机械的通风一直被当做不可或缺的消防技术。追溯至20世纪60年代,消防员曾经使用吹风机来控制逆火。

1960年,消防员为扑灭一场位于加州圣菲斯普林斯冶炼厂的大火时,就曾使用过几台大型吹风机。虽然机械通风是一个非常强大的灭火技术,但是当用来对付建筑火灾时,他仍然有其局限性。

当时,机械通风指的就是在窗口或者其他通风口放一个或者挂一个排烟机,以此把烟排出建筑物。但在烟雾弥漫的环境中放置这样一个机器是一个繁琐的过程,且会让人体在危险环境中增加暴露的时间。

纵观20世纪70年代和80年代早期,建筑材料一直在变化。越来越多的塑料使用意味着火灾会产生更多的毒烟和更高的温度。显然,这些简单的排烟机无法完成通风排烟的使命,这就迫使消防员去找一种更好的方法。

经过多次试验,洛杉矶的消防员发现两个点: 一是在建筑物中,相对于空气(火灾污染的)排出去,强力冷却净化这些空气比控制火焰更有效。二是把排风机放在建筑物外面而不是里面,能够提高安全性和对火灾的控制力。

1973年,洛杉矶消防局把他们这个发现命名为“正压通风法”。这项新技术极大地增加消防员的安全。

为了找到更好的排烟方法,对传统排烟方法不满意的消防员经常进行实验。在这个基础上,正压送风排烟的技术和装备多年来逐渐得到改进。正压送风排烟具有较高的效率,可将大量的热量和污染物排出建筑之外。

一、正压送风排烟的基本原理

正压送风排烟是利用风机,迫使建筑内的热量、烟气和有毒气体通过排烟口排出。正压送风排烟的最大优点是它的简洁。尽管在使用前消防员需要经过大量的训练,但它的基本原理并不难解释,并且在火场当中能很快进行操作。

1、正压送风排烟的工作原理

将利用风机排出建筑内部的热量、烟气和有毒气体的理论是非常明确的。在风机内,空气从高压区流向低压区,利用通路的阻力达到一种平衡。

将风机设置在门外时,吹入的气流进入建筑,通过风机的空气和风机周围卷吸的空气增加了建筑内的空气量,建筑内压力增加。当室内压强大于室外大气压强时,内部的空气会从排烟口排出。

正压送风排烟示意图

设置风机的位置要使气流椎体能够完全覆盖或者“密封”整个送风口,需保持送风口通畅,使建筑获得最大程度的加压。研究发现,将风机设置在距离门口2.43.0m的位置最为理想(图4-2)。

如果因为送风口周围情况的限制,无法实现风机放置在理想位置,也不一定要完全密封。能密封最好,但不是必需的。

正压送风排烟使建筑内压力增大,增压的气体会从火灾烧穿的排烟口或消防员人为破拆的排烟口排出。

和传统的屋顶排烟方法相比,这是一种很大的进步。特别是消防射水之后,建筑内的火灾烟气温度降低,用正压送风方法尤其有益。

根据实验测试,使用风机排出的空气量大约是1.2m×1.2m自然排烟口排出烟气量的20倍。

2、对风机的分析

正压送风排烟需要使用的器材较少,其中最重要的就是风机。风机是一种专业化的装备,它必须机动、耐用、可靠,并且易于消防员操作使用。

对风机的各种要求如下:

1.应当是汽油动力。使用时不需用到类似于发电机这样的动力源,应该使用汽油动力风机。电力驱动或水力驱动风机需要更长的时间进行设置,这使得它们更难与火灾扑救进行协调配合。

2.风机应当有尽可能少的开关。一些风机可能有四个独立的开关,最理想的是风机只有一种开关。

3.关闭按钮应能自动返回初始位置。这样能减少误操作,增加可靠性。

4.风机应当可以倾斜。风机的这种能力可使气流上、下变换角度,从而提高风机在火场上的适应能力。

5.风机的风量最好为 25500~34000m³/h。

6.风机的叶片应具有较大的直径。叶片越大,送入空气体积越大。排烟最首要的是排出的空气体积(每分钟排出多少体积的空气),而不是空气速度(单位时间内的距离)。

7.叶片周围应当有固体?;ふ?。固体?;ふ挚梢员;ひ镀?,增加动力,从而使风机排出更多的空气。

8.重量应相对较轻。风机应当足够轻,一个消防员就能操纵,并且要有把手方便移动。

9.引擎应当有顶阀。顶部的阀门可降低风机产生的CO数量。

10.应当有充气轮胎。有充气轮胎的风机可以上下楼梯推动,在硬轮胎不容易越过的地方用充气轮胎会很方便。

11.延长管并不是很重要。根据测试,延长管给正压送风排烟带来的帮助很小。內攻进行之后,建筑内的CO浓度超过1000ppm。正压送风排烟可以在几分钟内将CO浓度降低到安全操作水平。

增加延长管之后,与没加延长管相比,内部CO浓度的降低小于5%,与增加的安装时间、费用和延长管在高温下的燃烧危险相比,这种做法并不值得。

3、正压送风排烟的相关术语

对一些术语的理解有助于提高对正压送风排烟的认识。

风机:为排烟设计的一种简洁的、大风量风机,一般为汽油动力。当恰当地放置在建筑外部时,能够将空气送入建筑内部,增加建筑内压力。风机应当有轮子以增加它们在火场中的移动灵活性。

送风口:建筑的门、窗或其他开口。风机通过送风口吹入空气以增加建筑内部压力。大部分情况下,最佳送风口是內攻人员进入建筑的出入口。

排烟口:建筑中用于排烟的开口,可以是门、窗或者火灾烧穿的开口,是燃烧产物排出建筑的通道。

空气椎:由风机所产生出的气流形状。这个椎体最窄的部位在风机处,随着到风机距离的增大椎体变宽。

对开口的密封:设置风机,使整个气流椎体能完全覆盖送风口。

二、正压送风排烟的实施步骤

在火场中,正压送风排烟需要两个简单的操作步骤:

1)将风机设置在送风口处;

2)确定排烟口。

像大多数火场行动一样,正确操作正压送风排烟需要每一个人理解它的操作程序,练习它的使用方法,知道它的局限。在没有形成足够的排烟口之前,消防员不应把运转的风机吹向着火建筑。

1、送风口

为了实施正压送风排烟,应当在建筑开口外放置一个风机,这个开口就是送风口。送风口最好是消防员进入建筑的门。为了使空气流动达到最大化,防止障碍物(包括消防队员)阻塞送风口非常重要。

风机的最佳设置位置需要考虑送风口的尺寸以及风机的尺寸。据测定,对于风量为2550034000m³/h的风机,风机距送风口的最佳设置位置为2.43.0m。风机应能够倾斜20°~30°,使气流椎体的中心对准送风口的中心。

2、排烟口

风机产生的气流进入建筑之前,保证有足够尺寸的排烟口非常重要。排烟口尺寸应当是送风口尺寸的23倍,这个比例关系可以提供最佳的排烟效果。

风机产生的气流经过进风口进入建筑会增大建筑内的压力。不像在进风口和排烟口附近那样,无论是建筑顶部、建筑地面还是建筑角落,整个建筑内增加的压力是一样的。当建筑内压力增加,任何对外开口都可以成为内部高压空气排至外部低压环境的途径,类似于汽车轮胎中的空气由轮胎洞口冲出。

在正压送风排烟中,运行的风机使建筑内的压力增加,内部气体不断向外流动,室外新鲜空气代替内部气体,使内部的高温气体和有毒物质快速排出。只要风机运行,这种效果会一直持续。

理想情况下,着火的建筑中,加压的内部烟气会从火源附近的一个主要排烟口流出。将风机设置在消防员进入建筑的入口的一个重要的原因是防止建筑入口成为排烟口。这样可避免消防员被排出的烟气和热量伤害。

3、安全和预防

大多情况下正压送风排烟可安全操作,但在某些情况下也可能产生一些问题。

例如,正压送风排烟会掩饰隐藏火灾的迹象,特别是在火势被控制或进行火场清理的时候。由于正压送风排烟带来大量空气的运动,会减少甚至完全隐藏飘浮的烟气和高温墙壁等隐蔽火的标志。

在火场清理的最后阶段应当先将风机关闭,消防员再评估是否需要继续进行火场清理。

排烟口是烟气和热量从建筑中排出的出口。在这种情况下,排出的烟气和热量会对火源和排烟口之间的消防员造成伤害,也会使人员不能靠近排烟口外部附近。

在使用正压送风排烟时,应确定消防员撤出建筑,再进行增压。这种预防措施可避免消防员陷入危险当中。

消防员必须掌握每一个可能存在的排烟口,并且应当在风机向建筑内送风30s后从进风口进入。另外,在建筑内存在发生回燃的条件时,不能使用正压送风排烟。

三、移动风机的配置方式

大多数情况下只需要一台风机。但多台风机的联合配置会增加气流体积、减少排烟所需时间。

1、单台风机

这是基本装备,最常用来为传统住宅火灾排烟(图4-6)。风机放在距入口2.43.0m的位置。在测试环境下,放在这个距离的风机可以从建筑物中排除最大体积的气流。

在某些情况下如房间不够大,则无法在建议位置放置风机。门廊、美化景观、栅栏、台阶或者其他各种障碍物都会影响风机的设置。消防员应适应各种情况,尽可能将风机放在推荐距离的位置上。

2、串联使用风机

为了提高从标准入口(一般为1.98m高,0.9m宽)通过气流的效率,应该在门前串联放置两个风机(图4-7)。

一个风机应该放在离门 0.60.9m远的距离,另一个风机建议放在离门2.43.0m远的距离,用加压的圆锥形气流将门覆盖起来。离门口较近的风机是为了提高空气的压力,离门口较远的风机是为了封闭门口,卷吸更多的空气。

还有一点很重要的是,要确保有足够的空间让消防员从入口进出。

当成列使用不同流量的风机时,作者建议将流量较小的风机放在离门口较近的位置,来确保它增压的空气都会进入建筑物。较大流量的风机应放在第一个风机的后面,用加压锥形气流覆盖住整个开口。

当较大流量风机靠近门放置时会使整体效率减弱。测试显示,成组放置两个风机能增加30%左右的气体体积流量。

3、并联使用风机

当开口比标准尺寸的门宽时,比如较宽的车库门,应平行放置风机,这样布置比起成列放置风机覆盖范围更宽(图4-8)。风机数量与位置的确定要依据门的尺寸,要满足联合锥形加压气流完全覆盖开口。

一些更大的开口,比如码头装载的大门或者车库门,关上一部分门就能减小开口尺寸。

4、组合使用风机

任意数量的风机都能组合起来(图4-9)。依据可用风机的数量,结合并联放置风机(为了增加开口的覆盖)和串联放置风机(为了增加气流量)可以用大面积开口更好地排烟。

在一些情况下,建筑物内需要放置一个或多个风机来引导外部气流,使气流流向有益的方向。

配置多个风机的使用方式可以在具有密封窗口的建筑中使用,这种建筑中通风和排烟都通过楼梯间,比如高层建筑就是这样。

在内部被分成若干部分、可进行序列排烟的建筑,联合使用风机可具有较高的效率。

5、V型放置风机

两个风机平行放置,间隔一定距离并对准同一个开口(图4-10)。每个风机的锥形气流中心都对准最近的门框边缘,因而两个风机的气流在进风口相交。

理论上每个风机的角度应该为45°。

如有必要,一个风机密封住进风口的顶部,另一个风机密封住进风口的底部。当另一个中队携带另一个风机到达火场时,V型放置风机可以用来支援单个的风机,如果风机够用,消防员最初也可以使用V型放置风机。

比起单个风机,这种风机放置方式有两个重要的益处:

将风机移至开口一侧,便于消防员从建筑入口进出;

结合两个风机的流量会增加效率。

和两个风机可输送的风量相比,V型放置风机可提供最好的效果。作者测试显示,和串联、并联、组合配置的风机风量相比,V型放置的风机排风量多出将近10%。

6、堆叠式风机

当进风口为较高的竖直开口,风机应一个叠一个堆叠式放置。一些风机设计时就考虑了这种堆叠方式,但大多数不可以。必须注意将风机妥当放置,这样它们才不会掉下来伤到别人或者带来财产损失。

本文转载自微信公众号:橙色救援。

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