正壓送風(fēng)真的這么簡(jiǎn)單嗎 ？
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歷史上，機械的通風(fēng)一直被當做不可或缺的消防技術(shù)。追溯至20世紀60年代，消防員曾經(jīng)使用吹風(fēng)機來(lái)控制逆火。
1960年，消防員為撲滅一場(chǎng)位于加州圣菲斯普林斯冶煉廠(chǎng)的大火時(shí)，就曾使用過(guò)幾臺大型吹風(fēng)機。雖然機械通風(fēng)是一個(gè)非常強大的滅火技術(shù)，但是當用來(lái)對付建筑火災時(shí)，他仍然有其局限性。
當時(shí)，機械通風(fēng)指的就是在窗口或者其他通風(fēng)口放一個(gè)或者掛一個(gè)排煙機，以此把煙排出建筑物。但在煙霧彌漫的環(huán)境中放置這樣一個(gè)機器是一個(gè)繁瑣的過(guò)程，且會(huì )讓人體在危險環(huán)境中增加暴露的時(shí)間。
縱觀(guān)20世紀70年代和80年代早期，建筑材料一直在變化。越來(lái)越多的塑料使用意味著(zhù)火災會(huì )產(chǎn)生更多的毒煙和更高的溫度。顯然，這些簡(jiǎn)單的排煙機無(wú)法完成通風(fēng)排煙的使命，這就迫使消防員去找一種更好的方法。
經(jīng)過(guò)多次試驗，洛杉磯的消防員發(fā)現兩個(gè)點(diǎn)： 一是在建筑物中，相對于空氣（火災污染的）排出去，強力冷卻凈化這些空氣比控制火焰更有效。二是把排風(fēng)機放在建筑物外面而不是里面，能夠提高安全性和對火災的控制力。
在1973年，洛杉磯消防局把他們這個(gè)發(fā)現命名為“正壓通風(fēng)法”。這項新技術(shù)極大地增加消防員的安全。
為了找到更好的排煙方法，對傳統排煙方法不滿(mǎn)意的消防員經(jīng)常進(jìn)行實(shí)驗。在這個(gè)基礎上，正壓送風(fēng)排煙的技術(shù)和裝備多年來(lái)逐漸得到改進(jìn)。正壓送風(fēng)排煙具有較高的效率，可將大量的熱量和污染物排出建筑之外。
一
正壓送風(fēng)排煙的基本原理
正壓送風(fēng)排煙是利用風(fēng)機，迫使建筑內的熱量、煙氣和有毒氣體通過(guò)排煙口排出。正壓送風(fēng)排煙的最大優(yōu)點(diǎn)是它的簡(jiǎn)潔。盡管在使用前消防員需要經(jīng)過(guò)大量的訓練，但它的基本原理并不難解釋?zhuān)⑶以诨饒?chǎng)當中能很快進(jìn)行操作。
1、正壓送風(fēng)排煙的工作原理
將利用風(fēng)機排出建筑內部的熱量、煙氣和有毒氣體的理論是非常明確的。在風(fēng)機內，空氣從高壓區流向低壓區，利用通路的阻力達到一種平衡。
將風(fēng)機設置在門(mén)外時(shí)，吹入的氣流進(jìn)入建筑，通過(guò)風(fēng)機的空氣和風(fēng)機周?chē)砦目諝庠黾恿私ㄖ鹊目諝饬?，建筑內壓力增加。當室內壓強大于室外大氣壓強時(shí)，內部的空氣會(huì )從排煙口排出。
正壓送風(fēng)排煙示意圖
設置風(fēng)機的位置要使氣流椎體能夠完全覆蓋或者“密封”整個(gè)送風(fēng)口，需保持送風(fēng)口通暢，使建筑獲得最大程度的加壓。研究發(fā)現，將風(fēng)機設置在距離門(mén)口2.4～3.0m的位置最為理想（圖4-2）。
如果因為送風(fēng)口周?chē)闆r的限制，無(wú)法實(shí)現風(fēng)機放置在理想位置，也不一定要完全密封。能密封最好，但不是必需的。
圖4-2 將風(fēng)機設置在距入口2.4～3.0m，使空氣能覆蓋整個(gè)進(jìn)風(fēng)口
正壓送風(fēng)排煙使建筑內壓力增大，增壓的氣體會(huì )從火災燒穿的排煙口或消防員人為破拆的排煙口排出（圖4-3）。
和傳統的屋頂排煙方法相比，這是一種很大的進(jìn)步。特別是消防射水之后，建筑內的火災煙氣溫度降低，用正壓送風(fēng)方法尤其有益。
根據實(shí)驗測試，使用風(fēng)機排出的空氣量大約是1.2m×1.2m自然排煙口排出煙氣量的20倍。
圖4-3 加壓后的煙氣由的排煙口排至室外
2、對風(fēng)機的分析
正壓送風(fēng)排煙需要使用的器材較少，其中最重要的就是風(fēng)機。風(fēng)機是一種專(zhuān)業(yè)化的裝備，它必須機動(dòng)、耐用、可靠，并且易于消防員操作使用。
對風(fēng)機的各種要求如下：
1.應當是汽油動(dòng)力。使用時(shí)不需用到類(lèi)似于發(fā)電機這樣的動(dòng)力源，應該使用汽油動(dòng)力風(fēng)機。電力驅動(dòng)或水力驅動(dòng)風(fēng)機需要更長(cháng)的時(shí)間進(jìn)行設置，這使得它們更難與火災撲救進(jìn)行協(xié)調配合。
2.風(fēng)機應當有盡可能少的開(kāi)關(guān)。一些風(fēng)機可能有四個(gè)獨立的開(kāi)關(guān)，最理想的是風(fēng)機只有一種開(kāi)關(guān)。
3.關(guān)閉按鈕應能自動(dòng)返回初始位置。這樣能減少誤操作，增加可靠性。
4.風(fēng)機應當可以?xún)A斜。風(fēng)機的這種能力可使氣流上、下變換角度，從而提高風(fēng)機在火場(chǎng)上的適應能力。
5.風(fēng)機的風(fēng)量最好為 25500~34000m³/h。
6.風(fēng)機的葉片應具有較大的直徑。葉片越大，送入空氣體積越大。排煙最首要的是排出的空氣體積（每分鐘排出多少體積的空氣），而不是空氣速度（單位時(shí)間內的距離）。
7.葉片周?chē)鷳斢泄腆w保護罩。固體保護罩可以保護葉片，增加動(dòng)力，從而使風(fēng)機排出更多的空氣。
8.重量應相對較輕。風(fēng)機應當足夠輕，一個(gè)消防員就能操縱，并且要有把手方便移動(dòng)。
9.引擎應當有頂閥。頂部的閥門(mén)可降低風(fēng)機產(chǎn)生的CO數量。
10.應當有充氣輪胎。有充氣輪胎的風(fēng)機可以上下樓梯推動(dòng)，在硬輪胎不容易越過(guò)的地方用充氣輪胎會(huì )很方便。
11.延長(cháng)管并不是很重要。根據測試，延長(cháng)管給正壓送風(fēng)排煙帶來(lái)的幫助很小。內攻進(jìn)行之后，建筑內的CO濃度超過(guò)1000ppm。正壓送風(fēng)排煙可以在幾分鐘內將CO濃度降低到安全操作水平。
增加延長(cháng)管之后，與沒(méi)加延長(cháng)管相比，內部CO濃度的降低小于5%，與增加的安裝時(shí)間、費用和延長(cháng)管在高溫下的燃燒危險相比，這種做法并不值得。
3、正壓送風(fēng)排煙的相關(guān)術(shù)語(yǔ)
對一些術(shù)語(yǔ)的理解有助于提高對正壓送風(fēng)排煙的認識。
正壓送風(fēng)排煙相關(guān)術(shù)語(yǔ)示意圖
風(fēng)機：為排煙設計的一種簡(jiǎn)潔的、大風(fēng)量風(fēng)機，一般為汽油動(dòng)力。當恰當地放置在建筑外部時(shí)，能夠將空氣送入建筑內部，增加建筑內壓力。風(fēng)機應當有輪子以增加它們在火場(chǎng)中的移動(dòng)靈活性。
送風(fēng)口：建筑的門(mén)、窗或其他開(kāi)口。風(fēng)機通過(guò)送風(fēng)口吹入空氣以增加建筑內部壓力。大部分情況下，最佳送風(fēng)口是內攻人員進(jìn)入建筑的出入口。
排煙口：建筑中用于排煙的開(kāi)口，可以是門(mén)、窗或者火災燒穿的開(kāi)口，是燃燒產(chǎn)物排出建筑的通道。
空氣椎：由風(fēng)機所產(chǎn)生出的氣流形狀。這個(gè)椎體最窄的部位在風(fēng)機處，隨著(zhù)到風(fēng)機距離的增大椎體變寬。
對開(kāi)口的密封：設置風(fēng)機，使整個(gè)氣流椎體能完全覆蓋送風(fēng)口。
二
正壓送風(fēng)排煙的實(shí)施步驟
在火場(chǎng)中，正壓送風(fēng)排煙需要兩個(gè)簡(jiǎn)單的操作步驟：
（1）將風(fēng)機設置在送風(fēng)口處；
（2）確定排煙口。
像大多數火場(chǎng)行動(dòng)一樣，正確操作正壓送風(fēng)排煙需要每一個(gè)人理解它的操作程序，練習它的使用方法，知道它的局限。在沒(méi)有形成足夠的排煙口之前，消防員不應把運轉的風(fēng)機吹向著(zhù)火建筑。
1、送風(fēng)口
為了實(shí)施正壓送風(fēng)排煙，應當在建筑開(kāi)口外放置一個(gè)風(fēng)機，這個(gè)開(kāi)口就是送風(fēng)口。送風(fēng)口最好是消防員進(jìn)入建筑的門(mén)。為了使空氣流動(dòng)達到最大化，防止障礙物（包括消防隊員）阻塞送風(fēng)口非常重要。
風(fēng)機的最佳設置位置需要考慮送風(fēng)口的尺寸以及風(fēng)機的尺寸。據測定，對于風(fēng)量為25500～34000m³/h的風(fēng)機，風(fēng)機距送風(fēng)口的最佳設置位置為2.4～3.0m。風(fēng)機應能夠傾斜20°～30°，使氣流椎體的中心對準送風(fēng)口的中心。
2、排煙口
風(fēng)機產(chǎn)生的氣流進(jìn)入建筑之前，保證有足夠尺寸的排煙口非常重要。排煙口尺寸應當是送風(fēng)口尺寸的2～3倍，這個(gè)比例關(guān)系可以提供最佳的排煙效果。
風(fēng)機產(chǎn)生的氣流經(jīng)過(guò)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入建筑會(huì )增大建筑內的壓力。不像在進(jìn)風(fēng)口和排煙口附近那樣，無(wú)論是建筑頂部、建筑地面還是建筑角落，整個(gè)建筑內增加的壓力是一樣的。當建筑內壓力增加，任何對外開(kāi)口都可以成為內部高壓空氣排至外部低壓環(huán)境的途徑，類(lèi)似于汽車(chē)輪胎中的空氣由輪胎洞口沖出。
在正壓送風(fēng)排煙中，運行的風(fēng)機使建筑內的壓力增加，內部氣體不斷向外流動(dòng)，室外新鮮空氣代替內部氣體，使內部的高溫氣體和有毒物質(zhì)快速排出。只要風(fēng)機運行，這種效果會(huì )一直持續。
理想情況下，著(zhù)火的建筑中，加壓的內部煙氣會(huì )從火源附近的一個(gè)主要排煙口流出。將風(fēng)機設置在消防員進(jìn)入建筑的入口的一個(gè)重要的原因是防止建筑入口成為排煙口。這樣可避免消防員被排出的煙氣和熱量傷害。
3、安全和預防
大多情況下正壓送風(fēng)排煙可安全操作，但在某些情況下也可能產(chǎn)生一些問(wèn)題。
例如，正壓送風(fēng)排煙會(huì )掩飾隱藏火災的跡象，特別是在火勢被控制或進(jìn)行火場(chǎng)清理的時(shí)候。由于正壓送風(fēng)排煙帶來(lái)大量空氣的運動(dòng)，會(huì )減少甚至完全隱藏飄浮的煙氣和高溫墻壁等隱蔽火的標志。
在火場(chǎng)清理的最后階段應當先將風(fēng)機關(guān)閉，消防員再評估是否需要繼續進(jìn)行火場(chǎng)清理。
排煙口是煙氣和熱量從建筑中排出的出口。在這種情況下，排出的煙氣和熱量會(huì )對火源和排煙口之間的消防員造成傷害，也會(huì )使人員不能靠近排煙口外部附近。
在使用正壓送風(fēng)排煙時(shí)，應確定消防員撤出建筑，再進(jìn)行增壓。這種預防措施可避免消防員陷入危險當中。
消防員必須掌握每一個(gè)可能存在的排煙口，并且應當在風(fēng)機向建筑內送風(fēng)30s后從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入。另外，在建筑內存在發(fā)生回燃的條件時(shí)，不能使用正壓送風(fēng)排煙。
三
移動(dòng)風(fēng)機的配置方式
大多數情況下只需要一臺風(fēng)機。但多臺風(fēng)機的聯(lián)合配置會(huì )增加氣流體積、減少排煙所需時(shí)間。
1、單臺風(fēng)機
這是基本裝備，最常用來(lái)為傳統住宅火災排煙（圖4-6）。風(fēng)機放在距入口2.4～3.0m的位置。在測試環(huán)境下，放在這個(gè)距離的風(fēng)機可以從建筑物中排除最大體積的氣流。
圖4-6 單臺風(fēng)機加壓送風(fēng)排煙
在某些情況下如房間不夠大，則無(wú)法在建議位置放置風(fēng)機。門(mén)廊、美化景觀(guān)、柵欄、臺階或者其他各種障礙物都會(huì )影響風(fēng)機的設置。消防員應適應各種情況，盡可能將風(fēng)機放在推薦距離的位置上。
2、串聯(lián)使用風(fēng)機
為了提高從標準入口（一般為1.98m高，0.9m寬）通過(guò)氣流的效率，應該在門(mén)前串聯(lián)放置兩個(gè)風(fēng)機（圖4-7）。
一個(gè)風(fēng)機應該放在離門(mén) 0.6～0.9m遠的距離，另一個(gè)風(fēng)機建議放在離門(mén)2.4～3.0m遠的距離，用加壓的圓錐形氣流將門(mén)覆蓋起來(lái)。離門(mén)口較近的風(fēng)機是為了提高空氣的壓力，離門(mén)口較遠的風(fēng)機是為了封閉門(mén)口，卷吸更多的空氣。
圖4-7 風(fēng)機串聯(lián)布置
當成列使用不同流量的風(fēng)機時(shí)，作者建議將流量較小的風(fēng)機放在離門(mén)口較近的位置，來(lái)確保它增壓的空氣都會(huì )進(jìn)入建筑物。較大流量的風(fēng)機應放在第一個(gè)風(fēng)機的后面，用加壓錐形氣流覆蓋住整個(gè)開(kāi)口。
當較大流量風(fēng)機靠近門(mén)放置時(shí)會(huì )使整體效率減弱。測試顯示，成組放置兩個(gè)風(fēng)機能增加30％左右的氣體體積流量。
3、并聯(lián)使用風(fēng)機
當開(kāi)口比標準尺寸的門(mén)寬時(shí)，比如較寬的車(chē)庫門(mén)，應平行放置風(fēng)機，這樣布置比起成列放置風(fēng)機覆蓋范圍更寬（圖4-8）。風(fēng)機數量與位置的確定要依據門(mén)的尺寸，要滿(mǎn)足聯(lián)合錐形加壓氣流完全覆蓋開(kāi)口。
一些更大的開(kāi)口，比如碼頭裝載的大門(mén)或者車(chē)庫門(mén)，關(guān)上一部分門(mén)就能減小開(kāi)口尺寸。
圖4-8 風(fēng)機并聯(lián)布置
4、組合使用風(fēng)機
任意數量的風(fēng)機都能組合起來(lái)（圖4-9）。依據可用風(fēng)機的數量，結合并聯(lián)放置風(fēng)機（為了增加開(kāi)口的覆蓋）和串聯(lián)放置風(fēng)機（為了增加氣流量）可以用大面積開(kāi)口更好地排煙。
圖4-9 風(fēng)機組合布置
在一些情況下，建筑物內需要放置一個(gè)或多個(gè)風(fēng)機來(lái)引導外部氣流，使氣流流向有益的方向。
配置多個(gè)風(fēng)機的使用方式可以在具有密封窗口的建筑中使用，這種建筑中通風(fēng)和排煙都通過(guò)樓梯間，比如高層建筑就是這樣。
在內部被分成若干部分、可進(jìn)行序列排煙的建筑，聯(lián)合使用風(fēng)機可具有較高的效率。
5、V型放置風(fēng)機
兩個(gè)風(fēng)機平行放置，間隔一定距離并對準同一個(gè)開(kāi)口（圖4-10）。每個(gè)風(fēng)機的錐形氣流中心都對準最近的門(mén)框邊緣，因而兩個(gè)風(fēng)機的氣流在進(jìn)風(fēng)口相交。
理論上每個(gè)風(fēng)機的角度應該為45°。
如有必要，一個(gè)風(fēng)機密封住進(jìn)風(fēng)口的頂部，另一個(gè)風(fēng)機密封住進(jìn)風(fēng)口的底部。當另一個(gè)中隊攜帶另一個(gè)風(fēng)機到達火場(chǎng)時(shí)，V型放置風(fēng)機可以用來(lái)支援單個(gè)的風(fēng)機，如果風(fēng)機夠用，消防員最初也可以使用V型放置風(fēng)機。
圖4-9 V型放置風(fēng)機
比起單個(gè)風(fēng)機，這種風(fēng)機放置方式有兩個(gè)重要的益處：
⑴ 將風(fēng)機移至開(kāi)口一側，便于消防員從建筑入口進(jìn)出；
⑵ 結合兩個(gè)風(fēng)機的流量會(huì )增加效率。
和兩個(gè)風(fēng)機可輸送的風(fēng)量相比，V型放置風(fēng)機可提供最好的效果。作者測試顯示，和串聯(lián)、并聯(lián)、組合配置的風(fēng)機風(fēng)量相比，V型放置的風(fēng)機排風(fēng)量多出將近10％。
6、堆疊式風(fēng)機
當進(jìn)風(fēng)口為較高的豎直開(kāi)口，風(fēng)機應一個(gè)疊一個(gè)堆疊式放置。一些風(fēng)機設計時(shí)就考慮了這種堆疊方式，但大多數不可以。必須注意將風(fēng)機妥當放置，這樣它們才不會(huì )掉下來(lái)傷到別人或者帶來(lái)財產(chǎn)損失。
