一.防排烟技术的国内外研究发展现状和未来发展方向分析

1. 防排烟技术的发展现状

随着人们生活水平的提高，在现今的建筑内，各种室内用品及家具利用合成材料的数量和品种越来越多，不仅热释放速率在随其变化，其燃烧产生的有害气体也变得更为复杂，因此，火灾烟气对人的生命安全威胁是最大的。

防排烟工程的目的是要防止火灾产生大量的烟气，阻止烟气的迅速蔓延，确保人员的安全疏散和改善扑救条件。为达上述目的，现代防排烟技术及方法主要有:设置机械排烟、送风系统，进行机械排烟或正压送风防烟；对建筑进行防烟分隔或建立防烟封闭避难区;设计自然通风口，利用烟气的热浮力特性采用自然排烟；对建材和家具进行阻燃、消烟处理；利用喷洒化学消烟剂或水雾等进行消除烟气中有毒成份及烟尘粒子，提高能见度^[1]。

1. 1 机械防排烟系统现状

机械排烟方法是用风机将起火建筑内的烟气通过排风风机和管道抽送出建筑外，以减少或消除建筑内的烟气，阻止烟气蔓延。机械正压送风则是对建筑物内的防烟保护区(封闭空间)，如安全疏散防烟楼梯间、避难间等，进行加压送风，使保护区的空气压力高于其它区域（有烟气的区域)，形成一个正压差，以此抵御火灾烟气因热浮力特2性产生的压力，使烟气不能流向保护区。

机械防排烟技术最早起源于20世纪50年代的英国， 国际上是从20世纪60年代开始研究， 70年代采用，80年代开始广泛应用，80年代初加拿大国家研究院建造了世界上首座高层建筑火灾试验塔， 主要进行高层建筑的机械防排烟的研究，因而，北美成为全世界机械防排烟的研究中心之一。机械防排烟技术非常适用于多层大型建筑(如购物中心)、高层建筑、地下建筑、无窗建筑，如世界最高建筑马来西亚吉隆坡的双塔采用了机械正压送风和排烟的烟控方式。它可以不受建筑结构形式的限制和环境、气象条件的影响。该系统需要配备与其功能相适应的风口、风阀、送风排烟管道、风机和启闭联动系统等，试验研究和实际火灾证明其防排烟效果是非常好的，对保证疏散通道安全，协助消防队员扑灭火灾起到了非常重要的作用，虽然该方法费用较高，占用建筑空间较多，目前还无其它方法可以完全代替，是目前公认的最为安全有效的控烟方法。现在绝大部分高层建筑、地下商业建筑都采用机械防排烟技术作为主要的消防安全措施^[2]。

由于中庭式建筑在20世纪80年代被建筑师们越来越多的采用，20世纪90年代中庭及大空间建筑的防排烟问题受到重视，在这些建筑中专家们开始倾向采用机械防排烟技术。从美国暖通工程师协会(ASHRAE)的在研究项2000#8212;2001年计划研究项目看，中庭及大空间建筑的防排烟是其工作的重点。近年来国际上在机械防排烟技术方面主要的工作有：(1)火灾烟气运动规律及其数学模化研究， 美国、加拿大、日本、英国、澳大利亚以及北欧等国都在广泛开展火灾烟气运动规律的研究。烟气流动特性和规律是防排烟的理论基础，根据流体力学的原理，烟气运动的计算机数学模化研究也正在深入，以前是以区域和网络模型为主，国外已开发出十几个模型或程序，如加拿大的IRC，日本的BRI，并不断改进其程序或更新版本。随着计算机技术的飞速发展，今后将更多开发以场模化，虚拟现实技术，三维动态仿真的模化软件。(2)防排烟系统的性能化设计和评估，传统的机械防排烟设计方法只是为了满足现有规范的要求，各国规范采用技术指标又很不一致，实际工程中很难达到某些要求。目前国外有些国家已开始对防排烟系统按性能化的原理进行设计，如考虑安全目标，设计火灾场景，疏散分析等，防排烟的性能化设计研究为性能化规范的研究打好基础。(3)防排烟系统技术参数和设备，对高层建筑、地下建筑、大空间建筑的防排烟系统技术参数的研究还有许多空白点，或现有些参数的试验研究根据不足，主要围绕送风压力，排烟量，风口设置，防排烟区域，开口与泄漏特征进行研究。防排烟设备主要是研制新型风阀，新型管道材料及管道防火保护材料，高温风机^[3]。

我国的机械防排烟技术研究虽然在20世纪80年代中期才开始起步，但近年来发展很快，特别是在#8220;八五#8221;、#8220;九五#8221;期间对高层建筑楼梯间和地下商业街的控烟技术及烟气流动特性进行了大量的研究，取得了一些重大成果，为有关规范的制修订和工程防排烟设计提供了可靠的技术依据，建立了有较高水平的一些大型实验设施，如世界上规模最大的高层建筑火灾试验塔(在四川所)，地下商业街和商场火灾试验室(在四川所、天津所)，大空间火灾试验馆(在中国科技大学)等，而且也使我们比较深刻地了解和认识了火灾中烟气的运动特性及其可能产生的危害。我国的火灾烟气运动和防排烟的数学模化还处于起步阶段，正在开发少量的高层、地下、大空间建筑的火灾烟气运动数学模化。

我国在防排烟技术领域目前存在的主要问题是: 由于我们的起步较晚，#8220;八五#8221;、#8220;九五#8221;期间主要是开展一些工程上急需解决的防排烟设计问题的课题研究，缺乏系统全面的研究和基础试验、基础理论研究。而国内外广泛关注的性能化防火规范研究，需要大量的基础试验数据和试验、理论模型作支撑，国外发达国家在过去的二十年时间里在这方面曾作了大量工作，我们与之相比还相当薄弱，这直接影响到我国的性能化防火规范研究^[4]。