防火門在火災初期的防煙作用探討

唐勝利 何世家 張澤江 何學超

摘要：通過火災初期增長階段煙氣特點，以及防火門中起到防煙功能的防火膨脹密封件的特點，分析了火災初期增長階段的煙氣可能通過防火門，對人員疏散產生危害，得出了火災初期防火門的阻煙性能需要量化評價。

關鍵詞：防火門;漏煙量;防火密封件;煙氣

眾所周知，各類火災中，火災煙氣是導致傷亡的主要原因。近年來隨著科技的不斷進步，各種新材料的廣泛應用，火災煙氣的毒害性也不容忽視。火災的發生不僅對我們財產造成不可挽回的損失，而且嚴重時還會威脅生命安全，及時阻止火災的蔓延能夠減少財產損失，更能夠有效保障我們生命安全。保護人們的生命財產安全，防火門在其中扮演著重要的角色。建筑中各種耐火構配件對火災煙氣都有一定的阻擋作用，那么作為建筑中最常用的防火門，在火災中對于煙氣的阻隔作用如何呢。防火門在其中的主要作用是在消防重點部位起到防火隔離的作用，常常用在出入口、管道井口等地方，在短時間內要求能隔離濃煙、大火，對減少損失起到至關重要的作用。

一、防火門

首先，我們從防火門的定義來看。在GB/T5823-1986《建筑門窗術語》中“防火門（fireresistingdoor）：發生火災時能隔斷火的門。”這個定義較為簡單。也就是說防火門一般是指火災中能夠抵抗火焰沖擊、防止煙氣泄露的平開門。對防火門的要求主要體現在三個方面，一個是防火門必須符合標準規定的耐火極限，二是防火門向疏散方向開啟，三是防火門在火災時能夠自動有序并迅速嚴密的關起。目前，我們國家的GB12955-2008《防火門》對于防火門耐火性能的規定符合耐火完整性能和隔熱性能的要求。但是針對防煙性能未見相關規定。那么，那么防火門對于火災發生后的煙氣阻隔作用大小及效果并沒有詳細的規定。實際上防火門在火災中能否起到阻隔煙氣的效果如何呢。

二、火災初期煙氣的特點

首先，我們看一下火災的幾個階段。火災發生后，主要要經歷初期增長階段、充分發展階段以及衰減三個階段。

我們從漫長的歷史研究中得到了火災燃燒的溫度變化曲線。從上面曲線，我們可以看出，一場火災的形成，也許需要幾分鐘時間，也許需要幾個小時的試件。火災形成的時間長短取決于不同火災荷載的燃燒物以及火場的開口通風以及不同的引火源等相關條件。火災初期增長階段，燃燒的時間和熱釋放速率曲線和燃燒的時間溫度曲線很相近。火災初期增長階段火災熱釋放速率和火焰溫度以及煙氣溫度都不是很高，但由于不同燃燒產物，很可能已經形成了非常明顯的煙氣，這些煙氣可能蘊含著不同的毒性。一旦煙氣進入人體內，可能會造成相當大的危害。因此，火災初期增長階段產生的煙氣，我們必須重視。

火災在經歷了初期增長階段后，會進入充分發展階段。在這個階段可燃物充分燃燒，熱釋放速率達到峰值，溫度也同樣達到峰值。此時，煙氣大量產生并蔓延開來，高溫高熱有毒的煙氣對人員疏散產生巨大的危害。我們的防火門的防火防煙性能這是能夠產生非常好的效果，將高位高熱的有毒煙氣阻擋在疏散通道之外。

火災的燃燒現象是一種劇烈的物理化學變化，會產生大量的向上的熱氣流，煙氣就隨著熱氣流運動，形成一種垂直且并非等同的自由熱輻射流，從而形成火災煙氣的傳送介質，隨后不斷的從周圍卷吸新鮮空氣，并再次混合到這種輻射流中。熱輻射流的體積隨著這種不斷的輻射卷吸輻射的過程想著更遠的距離擴散開來，隨之其溫度也會不斷的下降。這種熱輻射流將煙羽流的溫度下降到和周圍空氣溫度相近的一個最低值時，煙氣的上升將失去動力。因此，燃燒開始一定的時間后，火災煙氣會隨著火焰上升達到天花板附近，然后通過卷吸作用，會向著下方擴散。隨著燃燒過程的繼續和時間的推移，煙氣會充滿整個房間，無論上層或者下層，并且不斷擴散。同時，由于燃燒的速度與熱輻射流的誘導作用相關，可能達到相當的數量級，并且煙氣從上升到下降到地面的時間間隔會非常短，從而可能在火災初期增長階段就回充滿整個空間，對疏散和應急救援產生極大的危害。

綜上所述，我們可知火災初期增長階段，往往會由于人們對火災煙氣的危害程度的認識不足，造成人們對于火災增長階段的煙氣危害的忽視。盡管火災初期的熱釋放速率不是很大，但產生的煙氣依然會具有相當的擴散性，同樣對于人員具有相當的危害性。

三、防火膨脹密封件的特點

防火門的防煙性能，首先是防火門本身的外觀質量決定的，其次防火門的密封性還決定于防火門的安裝工藝水平，除以上兩點外防火門的密封性能起主要是防火膨脹密封件。

GB12955-2008《防火門》規定的是防火門門框與門扇、門扇與門扇的縫隙處應嵌裝防火密封件，且防火密封件的性能應符合GB16807的規定。防火門的密封性主要決定因素由防火門的防火膨脹密封件決定。防火膨脹密封條根據GB16807-2009《防火膨脹密封件》中的7.3膨脹性能試驗我們得知防火膨脹密封條的樣品是在60±5℃的干燥箱中制備的，而防火膨脹密封條的膨脹實驗需要在700±10℃的電阻爐中才能夠充分膨脹。在本課題的研究中我們發現防火密封件膨脹溫度大致在200℃左右開始膨脹，在700℃左右達到膨脹最大值。

四、防火門在火災初期中的作用

由以上我們可知，火災早期階段，由于火災溫度尚不能達到700℃，防火門的防火膨脹密封條尚未完全膨脹，防火門門扇和門框之間的縫隙以及門扇和地面之間的縫隙會存在一段時間。如果，此時火災煙氣到達防火門的一側，蔓延到另一側從而威脅到人員生命安全的可能性較大。因此，煙氣可能通過這些縫隙進入到人員疏散區域對人員的生命安全造成一定的危害。并且，通過國外的防火門耐火試驗現象中，我們也發現存在煙氣穿過防火門的情況。

五、結論和展望

防火門在火災初期抵御火焰沖擊應該是沒有問題的。由于防火門中的防火膨脹密封件需要在較高的溫度中才能夠充分膨脹，起到阻隔煙氣的作用。防火門是我們的保命門，因此，我們需要對其中火災初期增長階段的防煙性能進行量化評價。

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作者簡介：唐勝利（1977—），男，碩士學位，應急管理部四川消防研究所消防技術規范研究室。