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地下建筑轰燃的抑制方法探讨 关键词：地下建筑；轰燃；抑制　　 1 引言　　 NFPA 921将轰燃(Flashover)定义为：室内火灾的一个过渡阶段，该阶段内暴露在热辐射下的可燃物表面几乎同时着火，火焰迅速在空间内所有物体表面传播，导致整个空间起火，如图1所示。轰燃的发生意味着火势的失控，生成的高温烟气会对建筑自身结构安全产生严重影响，强大的破坏力极易造成群死群伤事故与巨额财产损失，被视为室内火灾发展的危险信号，也是火灾即将向临近区域蔓延的重要标志。　　 　　 图1 典型室内轰燃示意图　　 随着中国经济和社会的发展，地下商业街、地下商场不断涌现，这类地下受限空间发生火灾后，烟气容易在其内部积聚，能见度低，严重影响人员疏散及灭火救援。在地下空间内一旦出现轰燃，经常导致严重人员伤亡或财产损失。例如1987年11月18日，伦敦最大的地铁站——国王十字地铁站突然起火，短时间内发生轰燃，将数百名乘客困在火中，造成了一起震惊世界的惨案，其中30人死亡，180人被严重烧伤。　　 轰燃的巨大危险性引起了国内外研究人员的重视，但是目前对轰燃的预防和抑制的研究开展相对较少，仅有美国联邦航空局（FAA）和英国民航局、美国海军开展过利用细水雾抑制飞行器客舱、船舶舱室火灾的研究，发现细水雾能有效降低壁面及烟气层温度，抑制轰燃的发生；国内株洲市消防支队、雅安消防支队的贺海军、景长江等人通过分析商场轰燃的影响因素，提出了可以通过阻燃、机械排烟、防火分区等手段对商场的轰燃进行预防。研究人员认为，如果能有效避免轰燃发生，将很大程度上减少抢险救援人员和设备的投入，最大限度保证临近设施的正常工作；在地下建筑火灾中，有效避免轰燃的发生也将最大限度地为人员疏散和灭火救援争取宝贵时间，具有显著现实意义。　　 结合地下空间轰燃这一特殊火灾现象，参考国内外的研究状况，本文将通过文献调研和理论分析，重点探讨如何有效地通过技术手段预防和抑制地下空间轰燃的发生，为地下建筑防火灭火提供数据支持和科学依据。　　 2 地下建筑防火中轰燃的抑制　　 在建筑形式、火灾荷载、开口确定的情况下，防火阻燃、通风排烟和设置自动灭火系统是抑制轰燃的有效措施。　　 2.1 防火阻燃　　 可燃材料的热释放速率是影响轰燃的最直接因素之一，在地下建筑的火灾荷载中，活动火灾荷载决定于场所使用性质，临时性火灾荷载具有不确定性，最容易控制的是固定火灾荷载。为降低固定火灾荷载燃烧的热释放速率，最好的办法是在装修和设计中尽量使用不燃、难燃的材料。　　 依据现有规范要求，针对各类民用地下建筑内部的装修材料，例如顶棚、电影院、商场的地面都应该使用不燃材料，固定家具都应该使用难燃燃料。严格按照规范要求进行装修或装饰，不仅仅是避免火灾发生的有效措施，而且能有效预防轰燃。　　 2.2 通风排烟　　 通风和排烟同样对轰燃产生巨大影响，李晋等人研究了标准房间内的火灾轰燃特性，通过实验发现，在标准的3.6m×2.4m×2.4m的实验间内，增大送风量，热释放速率的峰值变高，发生轰燃的时间提前。稳定送风量，加大排烟量时（1375m3/h至1763m3/h），轰燃则不会发生。　　 分析原因，单独加大通风后，补充的空气将带来新鲜的氧气，加速火焰的燃烧，可能导致轰燃的提前发生。而加大排烟量后，地下空间内的烟气和可燃气体组分被有效地排出，热量不容易在空间顶部积聚，可燃物的挥发组分的浓度也会随之降低，将有效抑制轰燃的出现。　　 由此可见，通风排烟对受限空间内的流场和燃烧将产生剧烈的影响，通过合理采取排烟、送风手段，轰燃时间会延迟甚至不会发生轰燃。在地下空间尺寸、可燃物固定的情况下，排烟量与送风量之比大于某一数值，轰燃就不会发生或者发生时间将延迟。　　 2.3 自动灭火措施　　 安装合适的自动灭火系统，能对火灾实施有效控制或者熄灭火灾。在地下建筑内，如果发生火灾之后，自动灭火系统能有效抑制火灾规模，避免轰燃的出现，即能为灭火救援和人员疏散争取更多的时间，因此，地下空间内的自动灭火系统必不可少。　　 综合考虑轰燃发生机理中，高温烟气层对可燃物表面的辐射热反馈是引发轰燃的关键途径，因此选择降温和阻隔热辐射效果较好的系统能更有效的抑制轰燃。以水喷淋、水喷雾、细水雾系统为例，系统启动后，液滴穿透烟气层和火焰区的过程中将有效降低烟气层温度，液滴降落到可燃物表面时还将对其实施冷却，降低可燃物热解速率，能一定程度上避免轰燃的发生。其中，细水雾的雾滴粒径最小，穿过烟气层和火焰区时蒸发吸热快，降温效果好，其抑制轰燃的效果最佳。　　 3 地下建筑火灾扑救中轰燃的抑制　　 3.1 火灾扑救中轰燃的预警　　 在扑救地下空间火灾时，消防队员应该时刻关注轰燃的警报信号。轰燃的警报信号主要是高温辐射、“闪燃”和“白烟”。　　 1. 烟气高温辐射. 火场内，充满烟雾的房