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2023-05-24 10:53:47 責任編輯:深圳市伊俐信科技有限公司 瀏覽：0
歷史上，機械的通風一直被當做不可或缺的消防技術。上世紀 60 年代，消防員曾經使用吹風機來控制逆火。1960 年，消防員為撲滅一場位于加州圣菲斯普林斯冶煉廠的大火時，就曾使用過幾臺大型吹風機。雖然機械通風是一個非常強大的滅火技術，但是當用來對付建筑火災時，他仍然有其局限性。
當時，機械通風指在窗口或者其他通風口放一個或者掛一個排煙機，以此把煙排出建筑物。但在煙霧彌漫的環(huán)境中放置風機是一個繁瑣的過程，且會讓人體在危險環(huán)境中增加暴露時間。
縱觀 20 世紀 70 年代和 80 年代早期，建筑材料一直在變化。越來越多的塑料使用意味著火災會產生更多的毒煙和更高的溫度。顯然，這些簡單的排煙機無法完成通風排煙的使命，這就迫使消防員去找一種更好的方法。
經過多次試驗，洛杉磯的消防員發(fā)現兩點規(guī)律：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發(fā)現命名為“正壓通風法”。這項新技術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(tǒng)排煙方法不滿意的消防員經常進行實驗。在這個基礎上，正壓送風排煙的技術和裝備多年來逐漸得到改進。正壓送風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。
圖1 移動式排煙機
一、正壓送風排煙的基本原理
正壓送風排煙是利用風機，迫使建筑內的熱量、煙氣和有毒氣體通過排煙口排出。盡管在使用前消防員需要經過大量的訓練，但它的基本原理并不難解釋，并且在火場當中能很快進行操作。
1、正壓送風排煙的工作原理
在風機內，空氣從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，利用通路的阻力達到一種平衡。將風機設置在門外時，吹入的氣流進入建筑，通過風機的空氣和風機周圍卷吸的空氣增加了建筑內的空氣量，建筑內壓力增加。當室內壓強大于室外大氣壓強時，內部的空氣會從排煙口排出。
圖2 正壓送風排煙示意圖
設置風機的位置要使氣流椎體能夠完全覆蓋或者“密封”整個送風口，需保持送風口通暢，使建筑獲得最大程度的加壓。研究發(fā)現，將風機設置在距離門口 2.4 ～ 3.0m 的位置最為理想（圖 3）。如果因為送風口周圍情況的限制，無法實現風機放置在理想位置，也不一定要完全密封。能密封最好，但不是必需的。
圖3 風機將空氣覆蓋整個進風口
正壓送風排煙使建筑內壓力增大，增壓的氣體會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）。
和傳統(tǒng)的屋頂排煙方法相比，這是一種很大的進步。特別是消防射水之后，建筑內的火災煙氣溫度降低，用正壓送風方法尤其有益。根據實驗測試，使用風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 加壓后的煙氣由的排煙口排至室外
2、對風機的分析
正壓送風排煙需要使用的器材較少，其中最重要的就是風機。風機是一種專業(yè)化的裝備，其耐用、可靠、機動性好，并且易于消防員操作使用。
圖5 汽油動力排煙機
對風機的各種要求如下：
風機應當有盡可能少的開關。一些風機可能有四個獨立的開關，最理想的是風機只有一種開關。
關閉按鈕應能自動返回初始位置。這樣能減少誤操作，增加可靠性。
風機應當可以傾斜。風機的這種能力可使氣流上、下變換角度，從而提高風機在火場上的適應能力。
風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（單位時間內的距離）。
葉片周圍應當有固體保護罩。固體保護罩可以保護葉片，增加動力，從而使風機排出更多的空氣。
重量應相對較輕。風機應當足夠輕，一個消防員就能操縱，并且要有把手方便移動。
引擎應當有頂閥。頂部的閥門可降低風機產生的 CO 數量。
延長管并不是很重要。根據測試，延長管給正壓送風排煙帶來的幫助很小。內攻進行之后，建筑內的 CO 濃度超過1000ppm。正壓送風排煙可以在幾分鐘內將 CO 濃度降低到安全操作水平。增加延長管之后，與沒加延長管相比，內部 CO 濃度的降低小于 5% ，與增加的安裝時間、費用和延長管在高溫下的燃燒危險相比，這種做法并不值得。
3、正壓送風排煙的相關術語
對一些術語的理解有助于提高對正壓送風排煙的認識。
圖6 正壓送風排煙相關術語示意圖
風機：為排煙設計的一種簡潔的、大風量風機，一般為汽油動力。當恰當地放置在建筑外部時，能夠將空氣送入建筑內部，增加建筑內壓力。風機應當有輪子以增加它們在火場中的移動靈活性。
送風口：建筑的門、窗或其他開口。風機通過送風口吹入空氣以增加建筑內部壓力。大部分情況下，最佳送風口是內攻人員進入建筑的出入口。
排煙口：建筑中用于排煙的開口，可以是門、窗或者火災燒穿的開口，是燃燒產物排出建筑的通道。
空氣椎：由風機所產生出的氣流形狀。這個椎體最窄的部位在風機處，隨著到風機距離的增大椎體變寬。
對開口的密封：設置風機，使整個氣流椎體能完全覆蓋送風口。
二、正壓送風排煙的實施步驟
在火場中，正壓送風排煙需要兩個簡單的操作步驟：
（1）將風機設置在送風口處；
（2）確定排煙口。
像大多數火場行動一樣，正確操作正壓送風排煙需要每一個人理解它的操作程序，練習它的使用方法，知道它的局限。在沒有形成足夠的排煙口之前，消防員不應把運轉的風機吹向著火建筑。
1、送風口
為了實施正壓送風排煙，應當在建筑開口外放置一個風機，這個開口就是送風口。送風口最好是消防員進入建筑的門。為了使空氣流動達到最大化，防止障礙物（包括消防隊員）阻塞送風口非常重要。
風機的最佳設置位置需要考慮送風口的尺寸以及風機的尺寸。據測定，對于風量為 25500～34000m?/h 的風機，風機距送風口的最佳設置位置為 2.4～3.0m。風機應能夠傾斜20°～30°，使氣流椎體的中心對準送風口的中心。
2、排煙口
風機產生的氣流進入建筑之前，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口尺寸的 2～3 倍，這個比例關系可以提供最佳的排煙效果。
風機產生的氣流經過進風口進入建筑會增大建筑內的壓力。不像在進風口和排煙口附近那樣，無論是建筑頂部、建筑地面還是建筑角落，整個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，類似于汽車輪胎中的空氣由輪胎洞口沖出。
在正壓送風排煙中，運行的風機使建筑內的壓力增加，內部氣體不斷向外流動，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快速排出。只要風機運行，這種效果會一直持續(xù)。
理想情況下，著火的建筑中，加壓的內部煙氣會從火源附近的一個主要排煙口流出。將風機設置在消防員進入建筑的入口的一個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排煙可安全操作，但在某些情況下也可能產生一些問題。
例如，正壓送風排煙會掩飾隱藏火災的跡象，特別是在火勢被控制或進行火場清理的時候。由于正壓送風排煙帶來大量空氣的運動，會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。
在火場清理的最后階段應當先將風機關閉，消防員再評估是否需要繼續(xù)進行火場清理。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對火源和排煙口之間的消防員造成傷害，也會使人員不能靠近排煙口外部附近。
在使用正壓送風排煙時，應確定消防員撤出建筑，再進行增壓。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可能存在的排煙口，并且應當在風機向建筑內送風 30s 后從進風口進入。另外，在建筑內存在發(fā)生回燃的條件時，不能使用正壓送風排煙。
三、移動風機的配置方式
大多數情況下只需要一臺風機。但多臺風機的聯(lián)合配置會增加氣流體積、減少排煙所需時間。
1、單臺風機
這是基本裝備，最常用來為傳統(tǒng)住宅火災排煙（圖 7）。風機放在距入口 2.4～3.0m 的位置。在測試環(huán)境下，放在這個距離的風機可以從建筑物中排除最大體積的氣流。
圖7 單臺風機加壓送風排煙
2、串聯(lián)使用風機
為了提高從標準入口（一般為 1.98m 高，0.9m 寬）通過氣流的效率，應該在門前串聯(lián)放置兩個風機（圖 8）。
一個風機應該放在離門 0.6～0.9m 遠的距離，另一個風機建議放在離門 2.4～3.0m 遠的距離，用加壓的圓錐形氣流將門覆蓋起來。離門口較近的風機是為了提高空氣的壓力，離門口較遠的風機是為了封閉門口，卷吸更多的空氣。
還有一點很重要的是，要確保有足夠的空間讓消防員從入口進出。
圖8 風機串聯(lián)布置
當成列使用不同流量的風機時，建議將流量較小的風機放在離門口較近的位置，來確保它增壓的空氣都會進入建筑物。較大流量的風機應放在第一個風機的后面，用加壓錐形氣流覆蓋住整個開口。
當較大流量風機靠近門放置時會使整體效率減弱。測試顯示，成組放置兩個風機能增加 30％左右的氣體體積流量。
3、并聯(lián)使用風機
當開口比標準尺寸的門寬時，比如較寬的車庫門，應平行放置風機，這樣布置比起成列放置風機覆蓋范圍更寬（圖 9）。風機數量與位置的確定要依據門的尺寸，要滿足聯(lián)合錐形加壓氣流完全覆蓋開口。
一些更大的開口，比如碼頭裝載的大門或者車庫門，關上一部分門就能減小開口尺寸。
圖9 風機并聯(lián)布置
4、組合使用風機
任意數量的風機都能組合起來（圖 10）。依據可用風機的數量，結合并聯(lián)放置風機（為了增加開口的覆蓋）和串聯(lián)放置風機（為了增加氣流量）可以用大面積開口更好地排煙。
圖10 風機組合布置
在一些情況下，建筑物內需要放置一個或多個風機來引導外部氣流，使氣流流向有益的方向。
配置多個風機的使用方式可以在具有密封窗口的建筑中使用，這種建筑中通風和排煙都通過樓梯間，比如高層建筑就是這樣。
在內部被分成若干部分、可進行序列排煙的建筑，聯(lián)合使用風機可具有較高的效率。
5、V 型放置風機
兩個風機平行放置，間隔一定距離并對準同一個開口（圖 11）。每個風機的錐形氣流中心都對準最近的門框邊緣，因而兩個風機的氣流在進風口相交。
理論上每個風機的角度應該為 45°。
如有必要，一個風機密封住進風口的頂部，另一個風機密封住進風口的底部。當另一個中隊攜帶另一個風機到達火場時，V 型放置風機可以用來支援單個的風機，如果風機夠用，消防員最初也可以使用 V 型放置風機。
圖11 V型放置風機
比起單個風機，這種風機放置方式有兩個重要的益處：
（1）將風機移至開口一側，便于消防員從建筑入口進出；
（2）結合兩個風機的流量會增加效率。
和兩個風機可輸送的風量相比，V 型放置風機可提供最好的效果。測試顯示，和串聯(lián)、并聯(lián)、組合配置的風機風量相比，V 型放置的風機排風量多出將近10％。
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