◇徐州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)消防救援大隊 王 亮

隨著近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們對體育活動需求的增多，體育館建筑外觀設(shè)計和功能越來越復(fù)雜。體育館建筑空間規(guī)模巨大，不宜進(jìn)行防火分隔，普通的火災(zāi)探測器無法及時有效探測到火災(zāi)且體育館內(nèi)人員眾多，疏散極為困難，一旦發(fā)生火災(zāi)，后果將難以預(yù)料。本文研究體育館火災(zāi)煙氣控制方法對控制火勢大小非常必要，能有效降低事故后果。

1 前言

體育館作為開展體育活動和舉行大型娛樂節(jié)目的重要載體，近年來發(fā)展尤為迅速。體育館建筑一般都跨度比較大，比賽場地上方空間巨大，觀眾人數(shù)很多。體育館建設(shè)為了滿足越來越多人對觀賞體育活動和娛樂活動的需求，其規(guī)模日趨增大，功能趨于多元化、復(fù)雜化。比如國家體育館于2005年5月28日正式開工，并在2007年11月底竣工驗收。國家體育館總占地6.87公頃，它的總建筑面積為8.09萬平方米，可容得下1.8萬人同時參觀體育活動。作為現(xiàn)代生活中的重要的大型公共使用建筑，體育館建筑是大量人員同時積聚且同時分散離開的的人員密集場所，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，保證可靠的人員疏散時間非常必要，這可以通過控制火災(zāi)發(fā)展速度及煙氣擴(kuò)散情況來保障。

2 體育館火災(zāi)風(fēng)險特點

體育館建筑在發(fā)生火災(zāi)的情況下，人員的生命健康和場館設(shè)施極易受到重大的危害。很多體育館為了營造視覺感，會使用鋼結(jié)構(gòu)搭建，火災(zāi)發(fā)展過程中產(chǎn)生的大量高溫?zé)煔?，對場館內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性構(gòu)成潛在威脅。發(fā)生火災(zāi)時，建筑結(jié)構(gòu)由于承受高溫?zé)煔獾挠绊?，可能會發(fā)生失穩(wěn)、坍塌，鋼結(jié)構(gòu)或者水泥混凝土從高空墜落。由于體育館人員眾多，危險信號導(dǎo)致館內(nèi)人員心情慌亂，慌不擇路或者不再注重其他人的生命安全，亂擠亂推，甚至發(fā)生踩踏現(xiàn)象。人群騷亂導(dǎo)致的傷亡和火災(zāi)導(dǎo)致的建筑結(jié)構(gòu)、內(nèi)部物品被毀是體育館類建筑最容易出現(xiàn)的災(zāi)害情況[1]。因此，了解煙氣的產(chǎn)生、發(fā)展和運(yùn)動規(guī)律，開展對大空間建筑，尤其是人員密集性場所如體育館類建筑火災(zāi)的研究，將有利于制定可靠的火災(zāi)撲救預(yù)案，減少火災(zāi)損失，保證人身健康安全，有助于火災(zāi)應(yīng)對能力和防控策略的提高。

3 體育館火災(zāi)煙氣控制研究

體育館建筑面積大，建筑體量巨大，如何有效控制煙氣流動、及時排出煙氣是體育館建筑火災(zāi)控制的重要方式。在大空間建筑中所采用的控制煙氣蔓延的有效方法主要有擋煙和排煙兩種。擋煙是為了控制煙氣，主要是運(yùn)用一些物體或者火災(zāi)中耐火性能良好的特殊建筑材料分隔開煙氣，禁止煙氣肆意流動。常用的方法有設(shè)置自動擋煙垂壁、加壓送風(fēng)等。排煙主要是運(yùn)用一些有效的機(jī)械設(shè)備排出煙氣。排煙方式分為機(jī)械排煙和自然排煙。體育館建筑由于建筑高度大，主要運(yùn)用的排煙方式為自然排煙。

表1 體育館工程實例[3]

經(jīng)過多年國內(nèi)外專家的研究，研究表明：高度超過12 m的大空間建筑，自然排煙是理想有效的排煙方式[2]。高大空間由于體積容量大，建筑比較高大，機(jī)械排煙效果并不理想。自然排煙分為高側(cè)窗排煙和頂窗排煙。為對比兩種排煙形式對火災(zāi)煙氣的影響，筆者做了FDS模擬實驗，實驗表明：整體看頂窗排煙效果要優(yōu)于高側(cè)窗排煙，但是考慮到頂窗排煙時煙氣層高度處于10 m下的時間較高側(cè)窗排煙時間長，10分鐘前頂窗排煙的不穩(wěn)定性較強(qiáng)。兩者共同點在于，補(bǔ)風(fēng)口面積越大，排煙越好。頂窗排煙的情況下，煙氣層高度發(fā)生驟降的幅度要比高側(cè)窗排煙要劇烈。這是由于排煙窗設(shè)置的不同，導(dǎo)致了煙氣能夠流動到屋頂最高處的煙氣量不同。高側(cè)窗排煙的情況下，一部分煙氣能夠通過開口排出室外，設(shè)置在館中心的探測器探測到的煙氣量要比頂窗排煙探測到的少，所以高側(cè)窗排煙的情況下煙氣層高度不會發(fā)生猛烈的驟降。綜合考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性之后，自然排煙情況下的高側(cè)窗排煙效果較好，且設(shè)置合理時能滿足體育館安全防煙等因素的要素。

經(jīng)研究表明，環(huán)境溫度在火災(zāi)初期對鋼結(jié)構(gòu)升溫有著較為明顯的影響，但是隨著火災(zāi)時間的增長，環(huán)境溫度因素對鋼結(jié)構(gòu)升溫起到的作用越來越微小，兩種環(huán)境溫度下的鋼結(jié)構(gòu)溫升逐漸重合。在體育場館較高位置處必須控制可燃物的數(shù)量，降低起火可能性。

4 結(jié)語

體育館作為開展體育活動和舉行大型娛樂節(jié)目的重要載體，具有建筑跨度大，觀眾人數(shù)多，上方蓄煙空間大且由鋼結(jié)構(gòu)組成的特點。研究體育館鋼結(jié)構(gòu)升溫影響因素、體育館內(nèi)部火災(zāi)時煙氣的流動和排煙效果，對做好體育館火災(zāi)安全應(yīng)急十分必要。加大對體育館鋼結(jié)構(gòu)升溫、火災(zāi)發(fā)展、煙氣流動和控制產(chǎn)生影響因素的研究，進(jìn)一步研究外界因素的影響效果，對今后體育館安全及大空間消防安全有著重要意義。