擋煙垂壁的定義是:用不燃材料制成,垂直安裝在建筑頂棚、橫梁或吊頂下,能在火災時形成一定的蓄煙空間的擋煙分隔設(shè)施。
擋煙垂壁的材料通常為鋼板、玻璃、石膏板等,在火災發(fā)生時能夠承受高溫,并在一定時間內(nèi)保持完整性,從而有效地阻擋煙霧的擴散,為人員爭取安全逃離的時間。
隨著高層建筑的增多,火災安全已成為設(shè)計和規(guī)劃中不可或缺的一部分,在火災導致的傷亡中約40%—60%與煙霧有關(guān),吸入煙霧會造成呼吸道灼傷、一氧化碳中毒、有毒氣體中毒等,令受困人員感到呼吸不暢甚至昏迷,錯失逃生機會。
煙霧本身還可能遮蔽安全出口和指示燈,使人迷失方向。所以,當火災已經(jīng)發(fā)生的時候,限制煙霧擴散非常重要。
擋煙垂壁常見于一些狹長通道內(nèi),如商場走廊、地鐵站臺、交通隧道等,這些場所在結(jié)構(gòu)上,都具有長度方向尺寸遠大于高度、寬度方向的特征,且通常情況下僅在兩端設(shè)有出口。發(fā)生火災時,煙霧在撞擊到天花板后,橫向擴散速度非???,可達每秒鐘1米,在沒有阻隔的情況下,煙霧會沿著天花板快速擴散到整個建筑物內(nèi)部,形成煙霧層。
此外,由于長通道建筑的結(jié)構(gòu)較長,水平剪切力的影響更為顯著,在熱煙氣流經(jīng)的過程中,它會吸入大量的下方冷空氣,導致煙霧的質(zhì)量流量增大,從而增加引發(fā)重大人員傷亡的風險。
那么擋煙垂壁是怎么發(fā)揮作用的呢?在介紹它的原理之前,我們首先得了解煙霧擴散的規(guī)律,主要有四個階段:
階段Ⅰ:煙霧剛從源頭釋放出來,受熱浮力驅(qū)動迅速向上運動,形成火羽流;
階段Ⅱ:煙氣運動到達頂棚后,開始徑向蔓延,直到碰到通道側(cè)壁;
階段Ⅲ:撞擊側(cè)壁后形成反浮力壁面射流,煙氣由徑向蔓延過渡到軸向蔓延;
階段Ⅳ:煙氣開始進入穩(wěn)定的一維水平運動。
在通道內(nèi)安裝擋煙垂壁后,天花板被劃分為多個小空間,垂壁的上方就會形成一個蓄煙池,有效阻止了煙霧沿著通道軸線方向的擴散,再配合使用通風系統(tǒng)排煙,能很大程度減少煙霧的有害影響,讓人們安全逃生。