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[科技] 控烟理论破解南昌强对流天气疑云

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壹根草 发表于 2024-4-2 10:30:56 | 只看该作者

3月31日发生的强对流天气造成的后果，引发一阵对建筑质量的怀疑。我看了很多意见，都不符合美国空调协会ASHRAE的看法，因此不算正解。其实这是正常现象，把高层建筑的隐患展示给高层建筑的居民罢了，这里我来说说作为消防防烟系统设计一部分的烟气动力学理论。
此次南昌灾难出现的问题，主要有以下几个原因
第一，大约10米以上就是大气边界层以外，边界层以外的流动不受地表建筑的影响，因此容易发生异动，对消防工作带来的问题就是经常在火场发生回燃现象，给消防工作带来很大的损失。所以高层建筑消防，效果很差，因为国内外的消防队伍对何时发生回燃（Backdraft）和风驱火都心中没底，因此难以发动全面的冲击，这导致高层建筑火灾通常难以扑救，只能坐等损失。在专业领域，我们不能强制要求消防队员冒险，而高层建筑火灾最大的挑战，就是突然发生的烟气爆炸、回燃和风驱火。

第二，大风经过的时候，会在建筑的背风面形成负压区，通常的玻璃是抗压不抗拉，所以在负压面前纷纷解体，是可以预期的结果。当年香港李嘉诚物业发生大面积的玻璃脱落，就是负压造成的结果。这次的人员伤亡，大体是被负压吸出去造成的结果，而不是所谓的穿堂风（现代人睡觉都要关门，穿堂风是古代的旧观念，不够节能）。2018年9月18日的台风过境，造成香港高层建筑的玻璃大批破坏，见下图。

第三，大风经过的时候，也会在建筑的正面形成正压区，如果风中有携带的固体，就会打碎玻璃，造成结构的破坏。我们看到的很多破坏场景，都是正面形成正压，风中颗粒像子弹一样打破玻璃的结果。南昌事故的照片，正压破坏也不少，说明大风中有不少裹挟的固体，实现粉碎性破坏。

从全世界范围来看，只有香港和中国的高层建筑民居比较多。然而高层建筑带来的问题，远远不止消防逃生那么简单。消防工程师的烟气控制系统设计，需要了解当地的气象条件，尤其是主导风向，才能对正压系统的运行进行量化设计，达到预期的设计目标。我国学术界对高层建筑的烟气控制问题还不够重视，国家标准对量化的烟气动力学计算几乎没有，烟气控制观念要落后国外几十年吧，所以网上充满各种迷思和错解。消防工程教育，任重道远！

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