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一、建筑火灾蔓延的传热基础

热量传递有三种基本方式，即热传导、热对流和热辐射。建筑火灾中，燃烧物质所放出的热量通常是以上三种方式来传播，并影响火势蔓延和扩大。热传播的形式与起火点、建筑材料、物质的燃烧性能和可燃物的数量等因素有关。

二、建筑火灾的烟气蔓延

建筑发生火灾时，烟气流动的方向通常是火势蔓延的一个主要方向。一般，500"C以上热烟所到之处，遇到的可燃物都有可能被引燃起火。

1.烟气的扩散路线

建筑火灾中产生的高温烟气，其密度比冷空气小，由于浮力作用向上升起，遇到水平楼板或顶棚时，改为水平方向继续流动，这就形成了烟气的水平扩散。如图1-2-1所示。

烟气扩散流动速度与烟气温度和流动方向有关。烟气在水平方向的扩散流动速度较小，在火灾初期为0.1～0. 3m/s，在火灾中期为0.5 ～0.8m/s。烟气在垂直方向的扩散流动速度较大，通常为1～5m/s。在楼梯间或管道竖井中，由于烟囱效应产生的抽力，烟气上升流动速度更大，可达6 ～ 8m/s, 甚至更大。

当高层建筑发生火灾时，烟气在其内的流动扩散一般有3 条路线:第一条，也是最主要的一条是着火房间→走廊→楼梯间→上部各楼层→室外；第二条是着火房间→室外；第三条是着火房间→相邻上层房间→室外。

2.烟气流动的驱动力

烟气流动的驱动力包括室内外温差引起的烟囱效应，外界风的作用、通风空调系统的影响等。

烟囱效应

当建筑物内外的温度不同时，室内外空气的密度随之出现差别，这将引发浮力驱动的流动。如果室内空气温度高于室外，则室内空气将发生向上运动，建筑物越高，这种流动越强。竖井是发生这种现象的主要场合，在竖井中，由于浮力作用产生的气体运动十分显著，通常称这种现象为烟囱效应。在火灾过程中，烟囱效应是造成烟气向上蔓延的主要因素。

. 火风压

火风压是指建筑物内发生火灾时，在起火房间内，由于盟度上升，气体迅速膨胀，对楼板和四壁形成的压力。火风压的影响主要在起火房间，如果火风压大于进风口的压力，则大量的烟火将通过外墙窗口，由室外向上蔓延;若火风压等于或小于进风口的压力，则烟火便全部从内部蔓延，当它进入楼梯间、电梯井、管道井、电缆井等竖向孔道以后，会大大加强烟囱效应。

烟囱效应和火风压不同，它能影响全楼。多数情况下，建筑物内的温度大于室外温度，所以室内气流总的方向是自下而上，即正烟囱效应。起火层的位置越低，影响的层数越多。在正烟囱效应下，若火灾发生在中性面(室内压力等于室外压力的一个理论分界面)以下的楼层，火灾产生的烟气进入竖井后会沿竖井上升，一旦升到中性面以上，烟气不单可由竖井上部的开口流出来，也可进入建筑物上部与竖井相连的楼层;若中性面以上的楼层起火，当火势较弱时，由烟囱效应产生的空气流动可限制烟气流进竖井，如果着火层的燃烧强烈，热烟气的浮力足以克服竖井内的烟囱效应仍可进入竖井而继续向上蔓延。因此，对高层建筑中的楼梯间、电梯井、管渲井、天井、电缆井、排气道、中庭等坚向孔道，如果防火处理不当，就形同一座高耸的烟囱，强大的抽拔力将使火沿着竖向孔道迅速蔓延。

. 外界风的作用

风的存在可在建筑物的周围产生压力分布，而这种压力分布能够影响建筑物内的烟气流动。建筑物外部的压力分布受到多种因素的影响，其中包括风的速度和方向、建筑物的高度和几何形状等。风的影响往往可以超过其他驱动烟气运动的力(自然和人工)。一般来说，风朝着建筑物吹过来会在建筑物的迎风侧产生较高精止压力，这可增强建筑物内的烟气向下风方向的流动。

3.烟气蔓延的途径

火灾时，建筑内烟气呈水平流动和垂直流动。蔓延的途径主要有:内墙门、洞口，外墙门、窗口，房间隔墙，空心结构，闷顶，楼梯间，各种坚井管道，楼板上的孔洞及穿越楼板、墙壁的管线和缝隙等。对主体为耐火结构的建筑来说，造成蔓延的主要原因有:未设有效的防火分区，火灾在未受限制的条件下蔓延;洞口处的分隔处理不完善，火灾穿越防火分隔区域蔓延;防火隔墙和房间隔墙未砌至顶板，火灾在吊顶内部空间蔓延;采用可燃构件与装饰物，火灾通过可燃的隔墙、吊顶、地毯等蔓延。

.孔洞开口蔓延

在建筑内部，火灾可以通过一些开口来实现水平蔓延，如可燃的木质户门、无水幕保护的普通卷帘、未用不燃材料封堵的管道穿孔处等。此外，发生火灾时，一些防火设施未能正常启动，如防火卷帘因卷帘箱开口、导轨等受热变形，或因卷帘下方堆放物品，或因无人操作于动启动装置等导致无法正常放下，同样造成火灾蔓延。

. 穿越墙壁的管线和缝隙蔓延

室内发生火灾时，室内上半部处于较高压力状态下，该部位穿越墙壁的管线和缝隙很容易把火焰、高温烟气传播出去，造成蔓延。此外，穿过房间的金属管线在火灾高温作用下，往往会通过热传导方式将热量传到相邻房间或区域一侧，使与管线接触的可燃物起火。

. 闷顶内蔓延

由于烟火是向上升腾的，因此顶棚上的入孔、通风口等都是烟火进入的通道。闷顶内往往没有防火分隔墙，空间大，很容易造成火灾水平蔓延，并通过内部孔洞再向四周的房间蔓延。

. 外墙面蔓延

在外墙面，高温热烟气流会促使火焰窜出窗口向上层蔓延。一方面，由于火焰与外墙面之间的空气受热逃逸形成负压，周围冷空气的压力致使烟火贴墙面而上，使火蔓延到上一层；另一方面，由于火焰贴附外墙面向上蔓延，致使热量透过墙体引燃起火层上面一层房间内的可燃物。建筑物外墙窗口的形状、大小对火势蔓延有很大影响。

三、建筑火灾发展的三个阶段

火灾发展过程大致可分为初级增长阶段、充分发展阶段和衰减阶段。