走进商场,你是否曾抬头注意到那些悬挂在天花板上的玻璃板?它们静静地悬挂在那里,似乎与周围的装饰并无二致,但它们却有着不为人知的重要使命——在火灾发生时,这些玻璃板能够迅速转变为保护人们安全的屏障。
它们,就是挡烟垂壁。
商场内的玻璃板——挡烟垂壁什么是挡烟垂壁?在现代建筑中,火灾安全已成为设计和规划中不可或缺的一部分。
随着高层建筑的增多,火灾发生时的烟雾扩散问题尤为突出。
为了有效控制烟雾的扩散,保障人员安全疏散和火灾救援工作的顺利进行,挡烟垂壁作为一种重要的消防设施,发挥着至关重要的作用。
挡烟垂壁的局部图《中华人民共和国公共安全行业标准》对挡烟垂壁的定义是:用不燃材料制成,垂直安装在建筑顶棚、横梁或吊顶下,能在火灾时形成一定的蓄烟空间的挡烟分隔设施。
挡烟垂壁的材料通常为耐火材料,如钢板、玻璃、石膏板等。
它们在火灾发生时能够承受高温,并在一定时间内保持完整性,从而有效地阻挡烟雾的扩散。
根据不同的建筑设计和使用要求,挡烟垂壁可以是固定式的,也可以是活动式的。
为什么要装挡烟垂壁?挡烟垂壁常见于地铁站台、建筑走廊、交通隧道等场所,这些场所具有相同的结构特征,即长度方向尺寸远大于高度或宽度方向,且通常情况下仅在两端设有出口。
因此,这些场所通常被看作狭长通道。
地铁站台的挡烟垂壁当狭窄的通道内发生火灾时,烟雾在撞击到天花板后,由于两侧墙壁的制约,主要沿通道顶部下方的水平方向进行单一方向的流动。
这种烟雾的扩散路径与人们紧急撤离的路线相同,这不仅增加了疏散的难度,也给灭火工作带来了挑战。
此外,由于长通道建筑的结构较长,水平剪切力的影响更为显著。
在热烟气流经的过程中,它会吸入大量的下方冷空气,这导致烟雾的质量流量增大,从而增加了引发重大人员伤亡的风险。
烟雾从一个商店单元开始蔓延到商场,白色箭头表示置换空气的运动而在通道中设置挡烟垂壁,能在一定时间内控制烟气的蔓延,提高机械排烟的效果,延长人员的疏散时间。
那么,挡烟垂壁是如何做到的呢?挡烟垂壁的原理在介绍挡烟垂壁的原理之前,我们首先得了解烟雾扩散的规律。
有研究表明,火灾烟雾在狭长通道的蔓延过程包括四个阶段:四个阶段1 烟气受热浮力驱动向上运动,形成火羽流,这一过程也被称为热浮力效应,这也是烟雾快速向上扩散的主要原因;2 烟气运动到达顶棚后,开始径向蔓延,直到碰到通道侧壁;3 撞击侧壁后形成反浮力壁面射流,烟气由径向蔓延过渡到轴向蔓延,成为过渡阶段;4 烟气开始进入稳定的一维水平运动。
狭长通道烟气流动示意图在通道内安装挡烟垂壁后,由于浮力的作用,烟雾会在天花板附近聚集形成烟流。
如果烟气层的厚度没有超过挡烟垂壁的高度,那么在垂壁的上方就会形成一个蓄烟池,有效阻止了烟雾沿着通道轴线方向的扩散。
然而,随着火势的加剧,一旦烟气层的厚度超过了挡烟垂壁的高度,烟气就会在反浮力射流的影响下越过垂壁,开始向通道的下游扩散。
在这种情况下,烟气的流动特性会发生变化,导致吸入空气的量出现差异,最终影响到整个流场的分布情况。
有无挡烟垂壁烟流的蔓延过程上面这张图描述了以上两种条件下烟流在狭长通道中的蔓延过程,我们可以看出,挡烟垂壁不仅能在火灾前期阻挡烟气的扩散,而且能对整个火灾烟流的蔓延过程产生影响。
挡烟垂壁作为现代建筑中不可或缺的消防设施,其设计和应用对于提高建筑的火灾安全性具有重要意义。
通过合理设置挡烟垂壁,可以有效控制火灾时的烟雾扩散,保障人员的安全疏散和火灾救援工作的顺利进行。
随着科技的发展和消防意识的提高,挡烟垂壁的设计和应用将更加科学和完善,为人们的生命财产安全提供更加有力的保障。
参考文献[1]全国消防标准化技术委员会建筑构件耐火性能分技术委员会.挡烟垂壁:GA 533-2012[S].北京:中国标准出版社,2012.[2]王欢,齐庆杰,姜海洋,等.挡烟垂壁作用下狭长通道内烟气输运特征研究[J].中国安全生产科学技术,2017,13(06):150-156.[3]王欢.挡烟垂壁对狭长通道烟流特征与排烟效果影响规律研究[D].辽宁工程技术大学,2017.[4]Colt International Ltd, Smoke control in shopping centres [EB/OL], https://cms.esi.info/Media/documents/Colt_shoppingcentres_ML.pdf[5]https://mp.weixin.qq.com/s/FmI9ZdLgJ-wacpu6t4VjcQ[6]https://mp.weixin.qq.com/s/T0uSJza57VyOuvbeIxNrfg策划制作原标题:《商场天花板上垂直的短玻璃板是什么?》阅读原文