剛剛，我們對(duì)火災(zāi)煙氣做了兩個(gè)方面的總結(jié)
火給人類帶來(lái)了文明、光明和溫暖，但火災(zāi)也給人類的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了巨大的危害。
“國(guó)際消防技術(shù)委員會(huì)”對(duì)全球火災(zāi)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，每年發(fā)生600～700萬(wàn)起火災(zāi)，大約有65000～75000人在火災(zāi)中喪命。
國(guó)內(nèi)外大量火災(zāi)案例統(tǒng)計(jì)表明，因火災(zāi)而傷亡者中，大多數(shù)為煙氣危害致死。由此可見(jiàn)，火災(zāi)煙氣的危害性極其嚴(yán)重，必須對(duì)其加以控制。
了解火災(zāi)煙氣的組成與危害是防排煙設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，本文主要介紹火災(zāi)煙氣的組成與危害。
第一節(jié) 火災(zāi)煙氣的組成
一、火災(zāi)煙氣的生成
可燃物質(zhì)熱解或燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)煙氣。
火災(zāi)煙氣是混合物，主要由兩部分組成：占絕大部分的是混合了燃燒產(chǎn)物并被火焰加熱了的空氣，這部分空氣相對(duì)來(lái)講，不受火災(zāi)時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的影響；
第二部分是火災(zāi)熱解和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，主要包括一氧化碳、二氧化碳、水蒸氣和甲烷等氣體，以及固體（煙灰）和液體（如碳?xì)浠衔铮┪⒘?，這部分成分的質(zhì)量和體積都很小。
因此，火災(zāi)煙氣的物理性質(zhì)與熱空氣基本一致，在對(duì)建筑進(jìn)行火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估時(shí)，火災(zāi)煙氣的流動(dòng)可等同于熱空氣的流動(dòng)。
然而，火災(zāi)煙氣的化學(xué)性質(zhì)與空氣顯然不同，比如其反應(yīng)性、燃燒性和毒害性等，火災(zāi)煙氣中的微粒對(duì)眼睛和呼吸道均有很強(qiáng)的刺激性。
火災(zāi)煙氣的組成與火災(zāi)時(shí)空氣的供應(yīng)量有關(guān)，可燃物和空氣的比例不同，生成的燃燒產(chǎn)物也不同。
對(duì)于正常的燃燒工況，空氣供應(yīng)量得到良好的保證，燃燒進(jìn)行得比較完全，所生成的產(chǎn)物都不能再燃燒，這種燃燒稱為完全燃燒，其燃燒產(chǎn)物稱為完全燃燒產(chǎn)物。
在完全燃燒的狀態(tài)下，燃燒產(chǎn)物主要以氣態(tài)形式存在，其成分主要取決于可燃物的組成。
對(duì)于非正常的燃燒工況，沒(méi)有良好的燃燒條件，燃燒進(jìn)行的不完全，稱為不完全燃燒，相應(yīng)的燃燒產(chǎn)物稱為不完全燃燒產(chǎn)物。
不完全燃燒的狀態(tài)下，燃燒產(chǎn)物含有醇、醚等有機(jī)化合物。這些燃燒產(chǎn)物多為有毒氣體，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)造成不同程度的傷害，影響人的正常呼吸和行動(dòng)能力。
建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于空間受限，如果有噴淋系統(tǒng)或者其他外在介質(zhì)參與滅火，其燃燒大多屬于不完全燃燒。
在火災(zāi)撲救過(guò)程中，由于采取不同的措施和滅火劑，也會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生不同的氣體。
一般情況下采用水撲救時(shí)，只產(chǎn)生大量的水蒸汽，但如果某些燃燒物質(zhì)本身與滅火劑能起化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些其它有害物質(zhì)，如硫化氫、二氧化硫等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成撲救人員中毒傷亡事故，這在歷史上是有沉重教訓(xùn)的。
二、火災(zāi)煙氣的成分
火災(zāi)煙氣的成分和性質(zhì)首先取決于發(fā)生熱解和燃燒的物質(zhì)本身的化學(xué)組成，其次還與燃燒條件有關(guān)。
所謂燃燒條件是指環(huán)境的供熱條件、環(huán)境的空間時(shí)間條件和供氧條件。
由于火災(zāi)時(shí)參與燃燒的物質(zhì)比較復(fù)雜，尤其是發(fā)生火災(zāi)的環(huán)境條件千差萬(wàn)別，所以火災(zāi)煙氣的組成也相當(dāng)復(fù)雜。
就總體而言，火災(zāi)煙氣是由熱解和燃燒所生成的氣（汽）體、懸浮微粒及剩余空氣三部分組成。
（一）熱解和燃燒所生成的氣（汽）體
大部分可燃物質(zhì)都屬于有機(jī)化合物，其主要成分是碳、氫、氧、硫、磷、氮等元素。
在一般溫度條件下，氮在燃燒過(guò)程中不參與化學(xué)反應(yīng)而呈游離狀態(tài)析出，而氧作為氧化劑在燃燒過(guò)程中消耗掉了。
碳、氫、硫、磷等元素則與氧化合生成相應(yīng)的氧化物，即二氧化碳、一氧化碳、水蒸汽、二氧化硫和五氧化二磷等。此外，還有少量氫氣和碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生。
現(xiàn)代建筑通常裝修復(fù)雜，各種室內(nèi)用品及家具越來(lái)越多。
除了一些室內(nèi)家具和門(mén)窗采用木質(zhì)材料外，其余大量的裝飾裝修和家具多采用高分子合成材料，如建筑塑料、高分子涂料、聚苯乙烯泡沫塑料保溫材料、復(fù)合地板、環(huán)氧樹(shù)脂絕緣層、化纖制、沙發(fā)和床上用品等等。這些高分子合成材料的燃燒和熱解產(chǎn)物比單一的木質(zhì)材料要復(fù)雜得多。
（二）熱解和燃燒所生成的懸浮微粒
火災(zāi)煙氣中熱解和燃燒所生成的懸浮微粒，稱為煙粒子。
這些微粒通常包括游離碳（炭黑粒子）、焦油類粒子和高沸點(diǎn)物質(zhì)的凝縮液滴等。這些固態(tài)或液態(tài)的微粒，懸浮在氣相中，隨其飄流。
由于煙粒子的性質(zhì)不同，在火災(zāi)發(fā)展的不同階段，煙氣的顏色亦不同。
在起火之前的陰燃階段，由于干餾熱分解，主要產(chǎn)生的是一些高沸點(diǎn)物質(zhì)的凝縮液滴粒子，煙氣顏色常呈白色或青白色；而在起火階段，主要產(chǎn)生的是炭黑粒子，煙氣顏色呈黑色，形成滾滾黑煙。
（三）熱空氣
室內(nèi)火災(zāi)中，在火災(zāi)煙氣以浮力羽流形式垂直上升的過(guò)程中，不斷卷吸周圍空氣形成體積逐漸龐大的煙羽流。
火災(zāi)煙氣的生成量主要是由煙氣羽流所卷吸的空氣量所決定的，也就是說(shuō)，火災(zāi)煙氣中主要是被加熱的空氣。
目前最常用的火災(zāi)煙氣生成量計(jì)算模型都是基于空氣卷吸量，沒(méi)有考慮可燃物的消耗。
第二節(jié) 火災(zāi)煙氣的危害性
在建筑火災(zāi)中，火災(zāi)煙氣隨著熱氣流上升，當(dāng)遇到天花板或其他阻礙物時(shí)開(kāi)始下降并逐漸充滿整個(gè)房間，中性面下降的過(guò)程，往往發(fā)生的非常迅速。
火災(zāi)煙氣在建筑中所產(chǎn)生的危害較多，概括起來(lái)主要有缺氧、中毒、減光、塵害和高溫幾個(gè)方面。
在火災(zāi)過(guò)程中產(chǎn)生的火災(zāi)煙氣會(huì)阻礙人員安全疏散、妨礙消防員進(jìn)入火場(chǎng)進(jìn)行搜救和滅火，并且會(huì)減小被困者生還的可能性。
一、缺氧
氧是人體進(jìn)行新陳代謝的關(guān)鍵物質(zhì)，是人體生命活動(dòng)的第一需要。
當(dāng)空氣中含氧量降低到15%時(shí)，人的肌肉活動(dòng)能力下降；降到10～14%時(shí)，人就四肢無(wú)力，智力混亂，辨不清方向；降到6～10%時(shí)，人就會(huì)昏厥。對(duì)于處在著火房間內(nèi)的人們來(lái)說(shuō)，氧氣的短時(shí)致死濃度為6%。
燃燒消耗了大量的氧氣，使得火災(zāi)煙氣中的含氧量往往低于生理上所需的正常數(shù)值，研究表明，在火災(zāi)猛烈發(fā)展階段，O2的濃度往往只有3%左右。
所以，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，建筑內(nèi)人員如不及時(shí)逃離火場(chǎng)是十分危險(xiǎn)的。
二、中毒
建筑火災(zāi)中可燃物的種類繁多，既包括各種木質(zhì)材料、紙張、羊毛、絲綢等天然材料，又包括各種塑料、橡膠等高分子合成材料，加上燃燒狀況千變?nèi)f化，因而可以生成多種有毒有害氣體。
這些氣體的含量如超過(guò)人們正常生理所允許的最低濃度，就會(huì)造成人們中毒甚至死亡。
目前，已知的火災(zāi)中有毒氣體的種類或有毒氣體的成分有數(shù)十種，包括無(wú)機(jī)類有毒有害氣體（CO、CO2、NOx、HCl、HBr、H2S、NH3、HCN、P2O5、HF、SO2等）和有機(jī)類有毒有害氣體（光氣、醛類氣體、氰化氫等）。
（一）一氧化碳（CO）對(duì)人的影響
CO是火災(zāi)中較為常見(jiàn)的不完全燃燒產(chǎn)物，是一種有毒氣體，在火場(chǎng)當(dāng)中通常占有很大的比例并且不容易被排除。
火災(zāi)事故中，死于CO毒性作用的人數(shù)占死亡總?cè)藬?shù)的40％以上，是火災(zāi)中造成人員死亡的主要因素之一。
CO的主要毒害作用在于其與血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白，極大地削弱了血紅蛋白與氧氣的結(jié)合能力，使血液中的氧含量降低，致使供氧不足，阻礙血液把氧送到人體各部分。
（二）氫化氰（HCN）對(duì)人體的影響
HCN為無(wú)色、略帶杏仁氣味的劇毒性氣體，其毒性約為CO 的20倍。
可燃物中的含氮燃料燃燒常會(huì)生成HCN，這類材料包括天然材料和合成材料，如羊毛、絲綢、尼龍、聚氨酯二聚物及尿素樹(shù)脂等，尤其是棉花，其陰燃即會(huì)生成HCN。
HCN是一種毒性作用極快的物質(zhì)，它雖然基本上不與血紅蛋白結(jié)合，但卻可以抑制人體中酶的生成，阻止正常的細(xì)胞代謝。HCN濃度與中毒癥狀見(jiàn)表1.3。
現(xiàn)代建筑的室內(nèi)裝飾裝修，大量使用到各種塑料，而這些材料在火災(zāi)中會(huì)反應(yīng)生成大量HCN，這種氣體對(duì)人體的毒害作用越來(lái)越引起人們的重視。
通過(guò)檢驗(yàn)火災(zāi)中死難者的血液成分，人們發(fā)現(xiàn)，有30%以上的人員死亡是HCN中毒所致。
（三）其他毒害性氣體對(duì)人的影響
火災(zāi)煙氣中其他毒害性氣體還包括二氧化碳（CO2）、丙烯醛（C3H4O）和氯化氫（HCL）等。
二氧化碳是在火災(zāi)當(dāng)中生成量最大的氣體，其含量增加直接導(dǎo)致氧氣含量的降低，從而使人的呼吸頻率上升，進(jìn)而增加其他有毒有害氣體的吸入量。
丙烯醛是纖維物質(zhì)陰燃過(guò)程中產(chǎn)生的一種有毒物質(zhì)，它對(duì)人的感官和肺部具有強(qiáng)烈的刺激作用，長(zhǎng)時(shí)間暴露其中將會(huì)引起嚴(yán)重的肺功能紊亂。
例如，煙氣中含有5.5ppm的丙烯醛時(shí)，會(huì)對(duì)上呼吸道產(chǎn)生刺激癥狀；如濃度在10ppm以上時(shí)，就能引起肺部的變化，數(shù)分鐘內(nèi)即可死亡。
而木材燃燒的煙氣中丙烯醛含量高達(dá)50ppm左右，加之煙氣中還有甲醛、乙醛、氫氧化物、氫化氰等毒氣，對(duì)人體都是極為有害的。在PVC等物質(zhì)的火災(zāi)當(dāng)中，氯化氫等氣體相當(dāng)常見(jiàn)，這種物質(zhì)會(huì)影響人的感覺(jué)和肺部。
隨著高分子合成材料在建筑、裝修以及家具制造中的廣泛應(yīng)用，火災(zāi)中所產(chǎn)生的有毒有害煙氣的成分更加復(fù)雜，毒害性更加嚴(yán)重，需引起人們的重視。
三、減光
可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為0.4～0.7μm，一般火災(zāi)煙氣中煙粒子粒徑為幾個(gè)μm到幾十個(gè)μm，即煙粒子的粒徑大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，這些煙粒子對(duì)可見(jiàn)光是不透明的，對(duì)可見(jiàn)光有完全的遮蔽作用。
當(dāng)煙氣彌漫時(shí)，可見(jiàn)光因受到煙粒子的遮蔽，能見(jiàn)度大大降低。
同時(shí)，加上煙氣中有些氣體對(duì)肉眼有極大的刺激性，如HCl、NH3、HF、SO2、Cl2等，從而使人們?cè)谑枭⑦^(guò)程中的行進(jìn)速度大大降低，這就是煙氣的減光性。
它不僅妨礙安全而迅速的疏散活動(dòng)，而且也妨礙消防員正常的火災(zāi)撲救活動(dòng)。
四、塵害
火災(zāi)煙氣中懸浮微粒是有害的，危害最大的是顆粒直徑小于10μm的飄塵，它們?nèi)庋劭床灰?jiàn)，能長(zhǎng)期漂浮在大氣中，少則數(shù)小時(shí)，長(zhǎng)則數(shù)年。
尤其是微粒小于5μm的飄塵，由于氣體的擴(kuò)散作用，能進(jìn)入人體肺部，粘附并聚集在肺泡壁上，引起呼吸道疾病，增大心臟病死亡率，對(duì)人體造成直接危害。
消防員滅火的時(shí)候，個(gè)人防護(hù)一定要佩戴齊全。
五、高溫
在著火房間內(nèi)，火災(zāi)煙氣具有較高的溫度，有時(shí)可高達(dá)數(shù)百度，在地下建筑中，火災(zāi)煙氣溫度甚至可高達(dá)1000℃以上，這樣的高溫?zé)o論是對(duì)人、對(duì)物、還是對(duì)環(huán)境，都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。
高溫?zé)煔鈱?duì)人的影響可分為直接接觸影響和熱輻射影響。
人體對(duì)高溫?zé)煔獾娜棠托允怯邢薜?，?5℃時(shí)，可短時(shí)忍受；在120℃時(shí)，15min內(nèi)就將產(chǎn)生不可恢復(fù)的損傷；140℃時(shí)，對(duì)人體產(chǎn)生損傷的時(shí)間約為5min；170℃時(shí)，只能忍受大約1min；而在幾百度的高溫?zé)煔庵腥梭w是一分鐘也無(wú)法忍受的。
雖然衣服的透氣性和絕熱性可限制溫度影響，不過(guò)多數(shù)人無(wú)法在溫度高于65℃的空氣中呼吸。
當(dāng)人體吸入高溫的有毒煙氣，會(huì)嚴(yán)重灼傷呼吸道，“重創(chuàng)”呼吸系統(tǒng)，輕者刺激呼吸道粘膜，導(dǎo)致慢性支氣管炎，重者即便被救出了火場(chǎng)，也難以脫離生命危險(xiǎn)。
若煙氣層在人的頭部高度之上，人員主要受到的則是高溫?zé)煔獾臒彷椛溆绊?。這時(shí)高溫?zé)煔馑斐傻奈：Ρ热梭w直接接觸高溫?zé)煔獾奈：σ托?/span>
熱輻射強(qiáng)度影響是隨著距離的增加而衰減的，一般認(rèn)為，在層高不超過(guò)5m的普通建筑中，煙氣層的溫度達(dá)到180℃以上時(shí)才會(huì)對(duì)人構(gòu)成威脅。
除對(duì)人體產(chǎn)生威脅外，煙氣溫度過(guò)高還會(huì)嚴(yán)重影響材料的性質(zhì)，例如，鋼筋混凝土材料的機(jī)械性能會(huì)隨著溫度升高嚴(yán)重降低，對(duì)于采用鋼筋混凝土材料的建筑，更需要注意高溫?zé)煔獾挠绊?，并采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。
大空間建筑中經(jīng)常采用大跨度的鋼架屋頂，而鋼材的力學(xué)性能也會(huì)隨著溫度升高而顯著下降，超過(guò)一定限度還會(huì)發(fā)生坍塌，在建筑火災(zāi)中已多次發(fā)生過(guò)這種情況。
因此，盡可能減少火災(zāi)中高溫?zé)煔獾挠绊懯菧p少火災(zāi)損失的重要方面。
除此之外，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，特別是發(fā)生轟燃時(shí)，火焰和煙氣沖出門(mén)窗孔洞，濃煙滾滾，還會(huì)使人們產(chǎn)生嚴(yán)重的恐怖感，常常給疏散過(guò)程造成混亂局面，有些人員甚至失去理智、驚慌失措。
所以，火災(zāi)煙氣產(chǎn)生的危害是非常大的。