廠房通風-鋼結構廠房自然排煙

鋼結構廠房具有耐火性能低工業水冷扇的弱點，在未進行防火處理的情況下，其本身雖然不會起火燃燒，但火災時，強度會迅速下降，一般結構溫度達到350℃、500℃、600℃時，強度分別下降1/3、1/2、2/3。理論計算顯示，在全負荷情況下，鋼結構失去靜態平衡穩定性的臨界溫度爲500℃左右，而一般火場溫度達到800～1000℃，在這樣的火場溫度下，裸露的鋼結構一般在15min左右，就會出現塑性變形，産通風設備生局部損壞，造成鋼結構整體倒塌失效。這類建築還存在空間大，火勢蔓延快，設備、人員密集，疏散困難等特點，一旦發生火災，常用的自動消防設施很難發揮預期作用。人員疏散和滅火救援難度較大，有造成群死群傷的潛在危險。在現行消防法規尚無明文規定的背景下，如何采用合理的防排煙措施以避免和減少大空間建築火災時的人員傷亡、保證人員安全疏散，就顯得尤爲重要。

　　一、建築火災煙氣的特點

　　火災的發生和發展具有隨機性和確定性的雙重特點。隨機性是指火災發生的起火原因及時間、地點等因素是不定的，受到各種因素的影響，遵循一定的統計規律；確定性是指在某一特定場合下發生的火災會按基本確定的規律發展蔓延，燃燒過程與煙氣流動過程皆遵循燃燒學、流體力學等物理和化學規律。火災的確定性規律可采用工程科學的方法研究，一般室內火災的自然發展過程大體分成三個主要階段，即：初期增長階段、充分發展階段及衰減階段。

　　在火災發展的初廠房通風期增長階段，隨著放出熱量迅速增多，在可燃物上方形成溫度較高、不斷上升的火羽流。當羽流受到房間頂棚的廠房悶熱阻擋後，便在頂棚下方向四面擴散開來，形成了沿頂棚表面平行流動的較薄的熱煙氣層，達到了一定厚度時又會慢慢向室內中部擴展，不久就會在頂棚下方形成逐漸增厚的熱煙氣層。當火災達到充分發展階段，熱煙氣層的溫度與中心溫度相差無幾。

　　如果室內有通向外部的開口（如門和窗），則當煙氣層的厚度低于開口的上沿高度時，煙氣便可由此流到室外。開口便起著向外排煙的作用。在建築火災的發展過程中，煙氣的排放相當重要，煙氣排放速率的大小決定著煙氣層高度的變化情況。當排放速率大于煙氣的産生速率時，煙氣層的高度會逐漸升高，最終保持在對人沒有威脅的高度。

　　二、鋼結構火工業風扇災時的理化性能

　　建築用鋼（Q235、Q345鋼等）在全負荷的情況下失去靜態平衡穩定性的臨界溫度爲540℃左右。鋼材的機械性能隨溫度的不同而有變化，當溫度升高時，鋼材的屈服強度，抗拉強度和彈性模量的總趨勢是降低的，但在150℃以下時變化不大。當溫度在250℃左右時，鋼材的抗拉強度反而有較大提高，但這時的相應伸長率較低、沖擊韌性變差，鋼材在此溫度範圍內破壞時常呈脆性破壞特征，稱爲“藍脆”。如在“藍脆”溫度範圍內進行鋼材的機械加工，則易産生裂紋，故應力求避免。當溫度超過300℃時，鋼材的抗拉強度、屈服強度和彈性模量開始顯著下降，而伸長率開始顯著增大，鋼材産生徐變；當溫度超過400℃時，強度和彈性模量都急劇大型排風扇降低；到500℃左右，其強度下降到40％～50％，鋼材的力學性能，諸如屈服點、抗壓強度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降，低于建築結構所要求的屈服強度。我國20世紀90年代初對裸露鋼梁的耐火極限進行了驗證，確認了I36b、I40b標准工字鋼梁的耐火極限分別爲15min、16min（鋼梁內部達到臨界溫度：平均溫度538℃，最高溫度649℃）。因此，若用沒有防火保護的普通建築用鋼作爲建築物承載的主體，一旦發生火災，則建築物會迅速坍塌，對人民的生命和財産安全造成嚴重的損失。