钢箱梁内敷电缆火灾辐射影响范围研究

为揭示钢箱梁内敷电缆火灾的辐射分布特征,采用FDS数值模拟,研究了电缆尺寸和横隔板间距对辐射范围的影响,分析了钢箱梁起火腔室内的火焰辐射与烟气辐射特征,并构建辐射预测公式,进而得到临界安全距离。结果表明:随火源功率的增加以及横隔板间隔的减小,辐射影响范围明显增大,考虑钢箱梁多腔室与钢结构传热特性,修正后的McCaffrey烟气层温度误差可小于5%;综合考虑火焰辐射与烟气辐射的辐射分布预测模型可有效预测钢箱梁内距火源中心大于0.6 m区域的辐射分布。以10 kW/m^(2)作为临界引燃热通量界定箱梁电缆敷设的临界安全距离,则钢箱梁内电缆敷设的最小安全距离为0.8 m。

钢箱梁内敷电缆火灾烟气蔓延与温度分布特征

为揭示隔板对钢箱梁狭长空间的火灾烟气蔓延特征及温度分布的影响,本文采用FDS(fire dynamics simulator)计算,研究不同横隔板间隔的烟流运动行为,探讨横隔板间隔大小对钢箱梁火灾特性影响。结果表明:钢箱梁内部横、纵隔板交错,导致腔室存在显著的蓄烟效应,钢箱梁内的烟气运动呈横向、纵向分步填充特性,横隔板的间隔越小,烟气纵向蔓延填充的速度越慢,相比无横隔板时,有横隔板可使蔓延填充时长增加4.6倍以上;钢箱梁内高温烟气主要集中在起火腔室,经横、纵隔板阻隔后均有大幅下降,相邻腔室的最高温对比起火腔室均下降49%以上,起火腔室烟气最高温度随横隔板间隔增大而逐渐下降,但相应的高温烟气影响范围逐渐变大;通过完善狭长多腔室通风因子和钢结构有效传热系数构建了修正的McCaffrey公式,有效提升了横隔板间隔2~6 m范围内的钢箱梁内敷电缆火灾顶棚烟气最高温度的预测精度。研究成果可为钢箱梁内敷电缆的火灾防控设计提供参考。