建筑火灾灭火救援行动中烟气控制技术解析〈必读〉

　　建筑火灾灭火救援行动中烟气控制技术解析

　　（2025年03月17日）

　　一、建筑火灾烟气基础认知

　　1．烟气概念与组成剖析

　　在建筑火灾的复杂情境中，烟气是一个关键因素，对灭火救援行动有着深远影响。烟气并非单一物质，而是多种成分的复杂混合物。从本质上讲，烟气是建筑内各类可燃物在燃烧过程中所产生的物质集合。其组成成分丰富多样。完全燃烧产物是其中一部分，例如二氧化碳，它是碳元素在充足氧气环境下燃烧的最终产物。水蒸汽也是常见的完全燃烧产物，在火灾高温下，可燃物中的氢元素与氧结合生成水蒸汽。这些完全燃烧产物相对较为稳定，在一定程度上反映了火灾燃烧的充分程度。

　　然而，不完全燃烧产物在烟气中同样占据重要地位。一氧化碳便是典型代表，它是碳在氧气不足的情况下燃烧产生的有毒气体。在火灾现场，由于氧气分布不均以及燃烧条件的复杂性，一氧化碳的生成难以避免。，还有各种有机化合物的不完全燃烧产物，如醛类、酮类等，这些物质不仅具有毒性，还可能对环境和人体健康造成长期危害。除了燃烧产物，烟气中还包含被火焰加热而带入上升卷流中的大量空气。在火灾发生时，火焰的高温使得周围空气迅速升温并形成上升气流，周围的冷空气不断补充进来，这些空气在卷入火焰区域的过程中，与燃烧产物混合在一起，进一步丰富了烟气的组成。

　　2．烟气性质全面解读

　　烟气具有多种特性，对建筑火灾的发展和灭火救援行动产生重要影响。遮光性是烟气的显著性质之一。火灾产生的大量烟气中含有众多悬浮颗粒，这些颗粒会散射和吸收光线，极大地降低可见度。在浓烟弥漫的火灾现场，能见度可能降至极低水平，救援人员难以看清周围环境，这不仅会增加救援难度，还可能导致人员迷失方向，威胁生命安全。，烟气的毒害性不容忽视。烟气中的一氧化碳、氰化氢等有毒气体，一旦吸入人体，会导致窒息或中毒，严重威胁被困人员及救援人员的生命安全。

　　烟气的热辐射效应也是其重要特性之一。高温烟气携带大量热量，并通过辐射方式向四周传播，使周围物体温度迅速升高，加速火势蔓延。烟气的扩散性使其能够快速充满整个空间，将火势引向其他区域，扩大灾害范围。因此，深入理解烟气的这些性质，对于制定科学合理的灭火救援策略至关重要。

　　二、建筑火灾中的典型烟气现象

　　1．烟羽流分类与特征

　　烟羽流是建筑火灾中常见的烟气流动形式之一，根据其产生机制和流动特点，可分为窗口型烟羽流、溢出型烟羽流等多种类型。窗口型烟羽流通常发生在建筑物窗户处，当室内火灾产生的高温烟气从窗户开口涌出时，因重力作用和外部风速的影响，形成垂直向上的烟柱状流动。这种类型的烟羽流具有较强的热辐射能力，容易点燃周边可燃物，导致火势向外扩展。

　　溢出型烟羽流则多发生在有阳台等突出结构的建筑部位。当室内发生火灾，热烟气在室内积聚到一定程度后，会从窗户等开口处涌出，遇到阳台的阻挡，便会沿着阳台边缘向两侧蔓延，随后向上形成独特的烟羽流形态。不同类型的烟羽流，其流动特性和对火灾发展的影响各有不同，了解这些分类，有助于消防人员更准确地把握火灾现场情况，制定有效的应对策略。

　　2．轰燃与回燃现象解析

　　在建筑火灾中，轰燃与回燃是两种极具危险性的现象，对灭火救援行动构成重大威胁。轰燃是室内火灾由局部燃烧转变为全面燃烧的关键节点。当室内火灾发展到一定阶段，可燃物表面的热解和燃烧加剧，热烟气层不断积聚并向下辐射热量，使得室内其他可燃物表面温度迅速升高，达到着火点后，几乎同时被点燃，瞬间整个房间都处于猛烈燃烧状态。其产生条件较为复杂，受可燃物的种类、数量、分布以及通风条件等多种因素影响。

　　回燃则是在通风受限的火灾环境中，当新鲜空气突然大量涌入时，原本处于缺氧闷烧状态的可燃物与氧气迅速混合，引发剧烈的爆燃现象。通常在灭火行动中，不当的破拆或通风操作，使新鲜空气快速进入封闭空间，就可能引发回燃。回燃产生的瞬间强大冲击力和高温火焰，会对周围的人员和物体造成严重破坏，可能将救援人员推出数米之外，导致伤亡。

　　3．烟囱效应原理与影响

　　烟囱效应的原理基于热空气上升、冷空气下降这一基本的热动力学现象。在建筑中，建筑物内部的竖井，如楼梯间、电梯井、通风管道等，就如同一个个巨大的“烟囱”。当建筑内发生火灾时，火灾产生的高温烟气迅速加热竖井内的空气，使其温度升高，密度减小。而竖井外部的空气相对较冷，密度较大。在这种密度差的作用下，热空气会自然地向上流动，形成一股强大的上升气流，就像烟囱中热烟气向上排出一样，这便是烟囱效应的形成过程。

　　在建筑火灾中，烟囱效应对烟气流动有着显著影响。它会加速烟气在竖井内的上升速度，使烟气迅速蔓延到建筑的上部楼层。原本可能局限在某一层的火灾烟气，借助烟囱效应，能在短时间内扩散到数十米甚至上百米的高度，扩大了火灾的影响范围。而且，烟囱效应还会导致烟气通过竖井的开口部位，如楼梯间的门、电梯井口等，窜入其他楼层的走廊、房间，进一步加剧了火灾在建筑内的蔓延，给人员疏散和灭火救援工作带来极大困难。

　　4．中性面现象探讨

　　在建筑火灾的复杂体系中，中性面是一个重要概念。中性面指的是在建筑竖井内，由于烟囱效应的存在，使得竖井内外压力相等的一个理论平面。它并非实际存在的物理界面，而是为了描述和分析火灾中烟气流动与压力分布情况而定义的一个抽象概念。中性面的位置并非固定不变，它会受到多种因素的影响，如建筑内外的温度差、风速、竖井的高度以及火灾的规模等。

　　一般来说，在火灾初期，当热烟气产生量相对较小时，中性面位置可能较低；随着火灾发展，热烟气大量产生，竖井内压力变化，中性面位置会逐渐上升。在火灾中，中性面有着重要作用。它是判断烟气流动方向的关键依据，在中性面以下，竖井内压力低于外部，空气会从外部流入竖井；而在中性面以上，竖井内压力高于外部，热烟气会从竖井流向外部空间。了解中性面的位置和变化规律，有助于消防人员预测烟气的扩散路径，提前采取措施，如合理布置通风设备、引导人员疏散等，从而有效降低火灾危害。

　　5．层化现象分析

　　层化现象在建筑火灾中较为常见，其产生原因主要源于热烟气与冷空气的密度差异。火灾发生时，热烟气因温度高、密度小而上升，在建筑空间上部积聚；冷空气则因密度大处于下部，从而形成热烟气层与冷空气层的分层状态。层化现象对排烟有着显著影响。一方面，稳定的层化结构有利于自然排烟，热烟气层聚集在上部，可通过建筑顶部的开口顺利排出。但另一方面，如果层化现象被破坏，比如受到通风、人员行动等因素干扰，热烟气与冷空气混合，会降低排烟效率，影响救援工作。

　　6．贴壁现象与烟气层吸穿现象介绍

　　贴壁现象是指热烟气在流动过程中，遇到墙壁等障碍物时，会沿着墙壁表面流动并贴附在上面。这一现象的特点在于，热烟气会顺着墙壁蔓延，形成独特的流动形态。其影响不可小觑，由于热烟气贴壁流动，会使墙壁温度迅速升高，可能导致墙壁结构受损，并且增加了火灾向相邻区域蔓延的风险。对于在附近进行救援的人员而言，贴壁的高温烟气也会对其安全构成威胁。

　　烟气层吸穿现象则是在特定条件下，当通风口或排烟口的吸力过大时，会破坏原本稳定的烟气层结构，导致空气卷入烟气层，使烟气层出现局部穿透的情况。该现象的特点是会打破烟气层的稳定状态，造成烟气的紊乱。这不仅会降低排烟效果，影响救援行动中对烟气的有效控制，还可能使新鲜空气过早与热烟气混合，加速火势蔓延，进一步加大灭火救援的难度。

　　三、灭火救援行动中的烟气控制策略

　　1．火灾初期“排、顶”同施策略

　　在建筑火灾初期，及时且有效的烟气控制至关重要，关乎后续救援行动的顺利开展以及人员生命安全的保障。“排、顶”同施策略是应对这一阶段的重要手段。所谓“排”，即通过开启窗户、设置排烟风机等方式，将室内的高温烟气尽快排出室外，以减少烟气对被困人员的危害，并为救援人员提供清晰的作业环境。而“顶”则是指利用机械装置或人工干预，在建筑物顶部设立排气口，引导烟气向上排出，防止其向其他楼层扩散。

　　实施“排、顶”策略需要综合考虑多个因素。首先，应根据火灾现场的具体情况，选择合适的排烟通道和排气口位置，确保烟气能够高效排出。，要合理配置排烟设备的数量和功率，既不能过于薄弱导致排烟效果不佳，也不能过度强劲以免破坏烟气层稳定性。，还需注意协调排烟与供水之间的关系，避免排烟过程中水流干扰烟气流动，影响整体效果。

　　2．中期烟气隔离与导向控制

　　随着火灾进入中期阶段，烟气控制的重点转向隔离与导向控制。此时，火灾已经形成一定规模，烟气扩散范围较广，单纯依靠排烟已难以满足需求。隔离措施主要包括关闭防火门、启动防火卷帘等，将火灾区域与其他区域隔离开来，限制烟气蔓延。通过合理布置挡烟垂壁、设置临时挡烟屏障等方式，构建物理屏障，阻止烟气进一步扩散。

　　导向控制则是通过调整通风系统运行模式，改变烟气流动方向，将其引导至指定区域集中排放。可以利用正压送风技术，在楼梯间等疏散通道内建立正压环境，防止烟气侵入，确保人员安全疏散。，还可以采用负压排烟技术，在特定区域制造负压，吸引烟气流向预设出口，实现定向排放。这些措施的有效实施，需要依赖先进的监测设备和技术支持，实时掌握烟气动态变化，灵活调整控制方案。

　　3．后期烟气清除与空气质量恢复

　　火灾扑灭后，烟气清除与空气质量恢复成为后期工作的重点。这一阶段的目标是彻底清除残留烟气，恢复正常生产生活秩序。具体措施包括全面开启建筑内外所有通风设施，最大限度增加空气流通量，加速烟气稀释和扩散。使用专业清洗设备对建筑物内部进行全面清洁，去除附着在墙面、地面等处的有害物质残留。

　　为确保空气质量达标，还需引入空气净化装置，对室内空气进行深度净化处理，消除微量有毒有害气体。在此过程中，应持续监测空气质量指标，直至各项参数恢复正常水平。，针对受灾严重的区域，可考虑实施短期封闭管理，待彻底清理完毕后再重新开放使用，以保障人员健康安全。

　　四、烟气控制技术的实际案例分析

　　近年来，国内外多次成功应用烟气控制技术的案例为我们提供了宝贵经验。某高层建筑火灾中，通过精准实施“排、顶”策略，有效控制了初期烟气扩散，为后续救援争取了宝贵时间。而在另一场大型商场火灾中，则充分发挥了中期烟气隔离与导向控制的优势，成功保护了未受影响区域免遭波及。

　　这些成功案例表明，科学合理的烟气控制技术能够在建筑火灾中发挥重要作用，显著提升灭火救援效率，减少人员伤亡和财产损失。也反映出当前技术水平仍有提升空间，需不断探索创新，完善相关技术和装备。

　　五、烟气控制技术的发展趋势与展望

　　随着科技的进步和社会需求的变化，烟气控制技术正朝着智能化、精准化方向快速发展。未来，传感器网络、大数据分析、人工智能等新兴技术将进一步融入烟气控制系统，实现对烟气流动状态的实时监控和智能调控。新型材料的研发也将为提高烟气控制效果提供有力支撑。

　　展望未来，我们有理由相信，通过不懈努力和技术革新，烟气控制技术必将在建筑火灾防控领域发挥更加重要的作用，为保护人民生命财产安全作出更大贡献。