通风柜发生火灾后,可能会直接闪过人们的脑海,我们研究了通风柜内发生的事故,并提出了几个问题。
我们将在第二篇论文中研究以下问题,从之前引用的早期论文和其他文献检索中:
为了减少通风柜火灾蔓延至剩余实验室空间和整个建筑物的可能性,在通风柜安装通风柜时必须遵循哪些结构和安装技术?
通风柜着火,应关闭通风柜风扇吗?
化学通风柜排气应采用哪种管道系统?
这些关键问题,作者在本文的其余部分进行了回顾。
关键问题
1)为了减少通风柜火灾蔓延至剩余实验室空间和整个建筑物的可能性,在通风柜的选择和安装时必须遵循哪些结构和安装技术?
任何一个通风柜的火灾都会与它的房间相互作用,这样的实验室吊顶是决定火灾蔓延的关键特点,在这样的情况下,火焰很有可能通过通风柜进入管道系统,下面我们就来看看这样的吊顶怎么安装,火灾期间应该怎么做。
防火矩形砖制作的悬空吊顶,一般用于实验室建筑,作为阻止火灾进展的方式,通过防止房间内火焰迅速向上扩散,影响房间吊顶,会加快火焰向楼上蔓延。
发现这样的吊顶一定要有合适的所有瓷砖来执行这个功能,在维修或者更换时留下的开放式长方形空间会破坏整个保护策略,这样的开口一旦通过,火和热就能迅速横向向上扩散,直接传火上楼。
如果通风柜内部材质因为管道检修板热或裂纹破裂而产生裂纹,就会发生非常不好的事情。通风柜可以通过通风柜外壳和内部材质之间形成的烟囱,将火势引导到悬天花板空腔中。
上图是一个实际脱落的大修面板(图5),面板比它的圆口小,用垫圈装入切口,在这张图片中,垫圈已被爆发力移开,导致面板从开口掉落,从而使火道向上。图6中,大于盖开口的可以抵抗爆炸位移。
无论如何,内部通风柜管道维护面板不得低于其覆盖的开口。应避免使用垫片材料密封这个开口。一般来说,为了防止脱落或挤压覆盖口,维修面板和垫圈不得由熔化或变形的材料制成。
火焰一旦穿过通风柜内壁材料或进入开口处,便能自如地向上运动。图7为两个变软成吊顶的通风柜;此通风柜上方的开口缝隙会使火焰进入吊顶腔体,破坏其实效性。全吊顶为建筑物!(图8)该通风柜安装在吊顶与通风柜上部结构之间有明显的离,保留吊顶阻燃性。
如果通风柜火焰蔓延到这种悬式吊顶腔体内,会相对无阻碍地横向移动。这些区域通常是巨大且不整齐的火灾通道,因为许多实验室的墙壁终止在悬式吊顶中。
NFPA45第6.1.1.1段要求符合NFPA13.NFPA13规定的所有新型实验室喷水灭火系统的完整吊顶应在此类吊顶下方安装洒水喷头。不完整的吊顶,有时称为云吊顶,可能需要在吊顶线上下方使用洒水喷头。这里的差异化就有些不清楚了,显然应该采用符合NFPA13和各地规定的方式对吊顶上方的区域进行适当的洒水喷头保护。
对吊顶设计的一般脆弱性,弗朗西斯·布兰根5总结如下:
在1971年版消防服务施工中,我指出了该系统的基本缺陷:一块瓷砖的丢失或失效使整个建筑物暴露在火灾中。GSA的消防工程师告诉我,GSA从未建造过这样的建筑。
综上所述,实验室吊顶设计不应包括通风柜上部结构的通口,在整个实验室的吊顶置于包括通风柜上部结构在内的整个实验室上方。这样的完整吊顶会抵挡从通风柜内部安全壳区进入漆钢壳的火焰,在这里可以轻松像烟囱穿过通风柜上部结构。
因此,承包商不宜将通风柜上部结构作为试验室天花板的固定点。吊顶上的通风柜上方有空隙孔。这种情况通过吊顶空间的蔓延,明显加重了任何通风柜的火灾。
吊顶空间如何快速传播实验室火灾,有一个非常值得注意的例子,发生在2012年的塔尔萨俄克拉荷马州:
历史悠久的巴纳德学校大楼在9月5日凌晨5点左右发生火灾,消防员到达大楼发生爆炸,在塔萨市中心摇摆不定,向医院派出8名消防员。
据新闻报道,经过为期一周的调查,官员们表示,火灾和爆炸是由在实验室区域安装排气口相关结构引起的。
化学实验室天花板与房间地板和走廊之间的空隙中的火焰已经闷热,这是导致爆炸的原因。
调查人员表示,消防在走廊地板下向北迁移到教室内,下方的爬行空间从教室窗口排出。烟雾爆炸或逆流发生在消防员进入房间灭火时,氧气被引入该区域。
2)如通风柜着火,是否应关闭通风柜风扇或启动防火阀?
首先,我们在通风柜中确定是否应该在管道发生火灾时自动关闭阻尼器的情况下,转到的NFPA45标准:
7.5.10.1.1.1控制装置和减震器应在失灵时开启,以保证连续通风的类型,同时需要平衡或控制排气系统。
NFPA45明令禁止通风柜消防阀门。另外今年加了一个条款(7.5.10.1.1),说明通风柜排气管道内因其他原因加的流量控制阻尼器必须开启。
NFPA45第7.5.11节规定,火灾探测和报警系统不应相互锁定,以自动关闭实验室排气扇。
虽然NPPA并没有说明这个要求为什么这么强烈(应该在所有情况下使用),但是这里面有很多众所周知的现实:
通风柜排气管道在火灾期间停止流动,以确保所有燃烧副产品都会回到实验室区域。(一氧化碳、芳香烃、煤烟、其他)。
功能性通风柜排灾时,功能性通风柜排风会释放出来热量和烟雾。在短期内内,排风截止会提升容腔内的溫度,危害构造更快。
这些空气将被吸入实验室,与从实验室中抽出的废气成正比,逃离实验室人员需要新鲜空气。
在某种程度上,由于首先使用风扇开关的通风柜越来越少,这个问题几乎成为一个学术问题。
针对这些问题,我们得出结论:通风柜排气装置在火灾时不宜关闭!
3)哪种管道系统应用于化学通风柜排气?
尽管模棱两可,NFPA45再次提出了这个问题:
7.5管道施工的通风柜和局部排气系统。
7.5.1化下列情况外,化学通风柜和局部排气系统的管道应完全由不燃材料制成:
(1)可燃结构的柔性管道应允许用于实验室工作区的特殊局部排气系统。(见7.5.2)
(2)如果可燃物排放允许通过非实验室区域或实验室设备(服务的实验室设备除外)在封闭不可燃或有限可燃结构的竖井中使用。(见7.5.2)
(3)如第6章所述,经批准的自动灭火系统对所经过的各个区域进行保护,应允许可燃物质排放(见7.5.2)
7.5.2可燃管道或管道内衬的火焰蔓延指数应小于或等于25,试验样品应为管道或管道内施工中使用的小厚度,按照ASTME84《建筑材料表面燃烧特性标准试验方法》或ANSI/UL723《建筑材料表面燃烧特性试验标准》进行试验时。
8.3.3.2管道施工材料管道和容器的结构材料应兼容于待转移或搬运的材料。
管道系统也必须与输送材料(8.3.3.3.2)相容,尽管通风柜内部和管道系统仅限于火焰蔓延5。
如果实验室设计者希望NFPA45能对管道类型给予具体的帮助,他们会对8.3.3.2感到非常失望。尤其是在大型项目不同实验室的情况下,假设化学家做同样的事情,对管道兼容性相当模糊的部分有一个全方位的管道类型。