不同坡度条件存在隔离带燃料床地表火蔓延试验模拟研究

为了更好地了解斜坡条件下地表火势蔓延的特点和隔离带后的燃料引燃机制,开展了6种不同地形坡度(0°、10°、15°、20°、25°、30°)和5种不同隔离带宽度(5 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm)的地表火蔓延穿过隔离带的火行为试验研究。结果表明,在隔离带前地表火蔓延过程中,随着坡度增大,火焰由平坡时向已燃区偏倒逐渐过渡为向未燃燃料贴附,火蔓延速率、火焰长度和热流特征值均增大,火焰倾角减小。同时,在隔离带有效时,带后燃料表面温度和热流明显降低;而在隔离带失效时,带后燃料表面温度和热流与带前相比差异不大,且带后燃料温度按测点顺序依次升高。在坡度一定时,带后燃料表面温度和热流随隔离带宽度增大而减小;在隔离带宽度一定时,带后燃料表面温度和热流随坡度增大而增大。

火羽流轴向温度大涡模拟与实验比较

为了验证基于大涡模拟的FDS技术研究火羽流中心线轴向温度的可靠性,建立FDS模型对某实体厂房中640、1 080kW的池火灾进行数值模拟,并与实验室开展的全尺寸池火灾数据及经典理论模型预测值比较。研究结果发现,基于大涡模拟的FDS技术得到的火羽流中心线轴向温度与试验数据变化趋势基本吻合;与经典羽流模型预测的数据相比,FDS模拟得到的火羽流中心线轴向温度吻合度最高,其相对误差值普遍偏小,仅仅在个别点会出现相对误差偏大的现象。

基于射流模型的大空间烟气填充研究

采用射流模型预测大空间烟气层的变化规律,并与理想羽流模型预测值及全尺寸池火灾的数据进行分析比较.结果表明：射流模型预测值与理想羽流模型预测值的相对误差为0.7％～11.1％,在工程允许范围内;由于初期阶段没有形成稳定的烟气层,射流模型预测值与实验值有一定误差,但随着烟气层下降至4 m时,射流模型与全尺寸的池火灾试验相比,其相对误差仅为2.96％,说明射流模型能够用于预测大空间烟气层高度变化规律.

基于大涡模拟的火羽流轴向流速预测

为了验证基于大涡模拟的FDS技术研究火羽流中心线轴向流速的可靠性,建立FDS模型,对某实体厂房中0.6、1.2、1.8、2.4 W的池火灾进行数值模拟,并与经典理论模型预测值进行分析比较,发现:基于大涡模拟的FDS技术得到火羽流中心线轴向流速的变化趋势与经典理论模型的结果较为吻合;不同火源功率的模拟值与Heskestad模型预测值的最小误差分别为0.020、0.130、0.106、0.293m/s,且相对误差平均值仅为2.928%、6.069%、5.545%、8.050%。研究表明,基于大涡模拟的FDS技术能准确有效地预测大空间池火灾中心线轴向流速。

材料不燃性指标分析

随着科学技术的进步,我国经济正在经历着前所未有的快速发展。但与此同时,我国火灾发生的频率也在逐年升高,给我国带来了巨大的损失,所以,大量的不燃性材料得到了越来越广泛的应用。为了更好地运用不燃性材料,近年来我国也颁布了很多关于判定材料不燃性的法律法规。

浅谈地下建筑的防火设计

近年来,我国建筑业发展迅猛,城市中的大厦鳞次栉比,面貌焕然一新,与此同时,城市中土地有限的问题更加突出,这就要求我们在以后楼房建造中多向纵深方向发展,建造地下空间,地下空间的利用解决了土地有限的问题,同时也带来了不同的防火要求,本文就地下建筑的防火设计突出几点见解。

城市地下综合管廊火灾烟气温度场研究

为研究综合管廊电力舱室内火灾初期温度场特征,建立1∶3.6小尺寸综合管廊模型,通过改变盛放汽油盘的大小改变火源功率,进行油池火火灾实验。运用Origin软件对温度数据进行分析,得到烟气温度与距离的衰减经验公式;运用FDS软件对与实验相同工况下的几何模型进行计算机模拟,以验证FDS模拟结果准确性。实验结果表明:不同火源功率下,烟气温度均呈现幂函数衰减;火源功率较大时,温度衰减梯度也较大;对距火源0.3m处垂直方向上烟气温度进行分析得知,火灾烟气蔓延过程中存在烟气分层现象。通过FDS模拟结果与实验结果对比,得出两者结果较为相近。

大空间自然排烟过程影响因素研究

通过研究建筑结构、火源功率、外界温度、风等因素对自然排烟效果的影响,更好地设计自然排烟系统,提高排烟效率,以确保大空间建筑发生火灾时人员能够安全疏散。以某体育馆为例验证自然排烟的可靠性,结果表明:控制排烟口高度有利于小功率火灾烟气的排出;在外界环境温度很高的情况下,应该控制好大空间建筑物上部区域的温度,以防止温度过高影响排烟效率;考虑到外界风的作用,应尽量在顶棚设置水平排烟口,并在建筑物四周均匀设置竖直排烟口;适当增大补风口的面积可以防止空气供应不足的现象发生。

多层商业综合体人员疏散理论与数值模拟研究

调查研究了某多层商业综合体的疏散人数以及各类人群所占比例。分别采用Togawa疏散时间公式、疏散模拟软件Pathfinder研究了安全出口失效对疏散时间的影响。5d的调查表明,商业综合体中滞留人数会在16:00和20:00左右出现峰值。建筑中的滞留人数最大值围绕规范规定疏散人数上下浮动,验证了规范中疏散人数计算方法的可行性。由Togawa公式得出的建筑整体疏散时间与模拟结果相符,Togawa公式适用于多层商业综合体整体疏散时间的计算。疏散时间计算结果及模拟结果均表明疏散时间会随着失效出口宽度的增加而明显增大。模拟结果表明,疏散完成人数随时间的变化可以分为三个阶段:快速增长阶段、稳定增长阶段和缓速增长阶段。

几种火羽流模型的对比分析及计算讨论

本文列举了Zukoski、Heskestad、McCaffrey、Thomas几种常用火羽流经验模型及使用条件,并通过设计算例,对上述几种常见羽流模型的适用情况及进行对比和分析。

锥形量热计实验条件下辐射强度和点燃时间的关系分析

火灾是从可燃物的点燃开始的,火灾的扩大就是是各种可燃物不断被点燃燃烧,点燃时间是一个判断材料火灾危险性的重要参数。因此,要想防止火灾的发生、扩散我们必须了解可燃物得点燃时间。点燃时间受很多不同因子影响,其中以材料所受辐射强度的影响最大。很多学者采用了数值模拟、无量纲分析、积分模型等不同方法对材料的点燃时间与辐射强度的关系进行了研究,发现它们近似成线性关系。

锥形量热计实验下的PVC和PMMA材料燃烧性能研究

本问通过使用锥形量热计对不同的木质材料和PVC800S材料的热释放速率、有效燃烧热、CO2、CO生成率等参数进行测量以研究分析各材料的燃烧性能。并分析其在不同辐射热强度下的各项指标的差异。

高层建筑消防问题分析及对策研究

自从进入21世纪以来,中国的经济突飞猛进,各个方面都有了长足的进步,特别是建筑方面,一座座高楼大厦拔地而起,甚是宏伟,但与此同时,由于高层建筑楼层多、人员密集、面积较大的特点也带来了很大的火灾危险性,一旦发生火灾将会造成不可挽回的损失,本文分析了高层建筑一些常见的消防问题及相应的对策。

川西南森林可燃物分布调研及潜在火行为研究

以川西南地区森林为研究对象,实地调研了凉山州木里县6种植被类型不同层次的可燃物特征和空间分布,运用BehavePlus软件模拟探究不同燃烧条件下潜在火行为。研究结果表明:由于燃料床厚度较低,林下层无灌木和草本的林分可燃物模型无法形成稳定蔓延的地表火,而林下覆盖有灌木层或草本层的林分模型可燃物垂直分布连续性较好,可形成高强度地表火,同时能形成稳定燃烧的遍燃型树冠火。地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度、树冠火转化率等潜在火行为均随风速和坡度增加而增加,且增长幅度与燃料床厚度和高度相关,树冠火蔓延速度随风速增加大体呈指数型增长。

间距对热薄型PMMA滴落行为的影响研究

实验研究平行于墙体的热薄型PMMA板的滴落行为,并进行理论分析。使用红外热成像仪记录滴落现象,使用电子秤记录样板质量。结果表明,随着材料与墙体的间距增大,滴落时间、滴落质量和滴落前后燃尽增长距离的数值均是先减小后增大,正面和背面的火焰高度差值逐渐减小,直至背面火焰高度超过正面,距离超过25 mm时间距的影响可以忽略。假设滴落行为与材料的表面净热通量、拉伸黏度以及熔化的PMMA所受到的重力有关。

宽度对倾斜薄棉布顺流火蔓延影响实验研究

自主制作可调试样宽度和角度的实验平台,分别以5、10、15、20、25 cm宽度的薄棉布在倾角为25?的条件下进行燃烧实验,研究材料宽度对薄型倾斜可燃物火蔓延行为的影响,定量分析其影响的内在机制。根据火焰形态和蔓延速度将燃烧过程分为三个阶段:稳定增长阶段、加速蔓延阶段、稳定蔓延阶段。分析认为,引起倾斜薄型可燃物火焰加速蔓延现象的原因,是火焰体与试样间存在夹角使火焰体向预热区传递热通量持续增加,当热量传递平衡后火焰会达到稳定蔓延状态。实验发现火焰的蔓延速度随着试样宽度增加而增加,并拟合得出了材料宽度同火焰蔓延速度的经验公式。

导线间距对倾斜平行双导线火蔓延特性的影响研究

以双根平行聚乙烯铜导线为研究对象,开展了导线倾角为0~90°、间距为0~17 mm的一系列火蔓延试验,分析了燃烧过程中火焰形态、火焰高度、长度以及火蔓延速率的变化规律。结果表明:(1)倾斜平行双导线的火焰形态随导线间距增大会经历3个阶段:融合阶段、靠近阶段以及独立阶段;(2)双导线火焰高度(除90°倾角外)、火焰长度、火蔓延速率均随倾角增大而增大,随间距增加表现为先增大后减小趋势;(3)双导线火蔓延速率起初小于单导线,随着导线间距增加而增大并在融合后期达到峰值,随后逐渐减小并在独立阶段与单导线保持一致;(4)建立了双导线火蔓延速率与火焰长度的正比关系,其比例系数为0.078,比单导线的比例系数略小。

薄棉布两面临空竖向燃烧特性研究

采用自行设计的实验平台研究薄棉布竖向燃烧情况,建立了薄棉布竖向燃烧的简单模型。薄棉布尺寸为1.3 m×1.8 m。将质量损失速率随时间的变化分为4个阶段,给出前3个阶段的拟合公式。将竖向蔓延的过程分为燃尽区、燃烧区、火焰加热区、火焰加热区上部,给出燃尽区、燃烧区燃烧痕迹蔓延高度随时间变化的拟合公式。研究结果表明:薄棉布的竖向燃烧是先加速后减速的过程,燃烧痕迹最初为倒"V"形,然后发展成为"U"形,最后变为正"V"形;质量变化可以分为3个阶段,质量损失速率遵循先增大后减小的规律;燃烧过程中表面最高温度为618℃;燃烧痕迹的蔓延可分为与材料质量变化对应的前两个区域,且燃烧痕迹向上蔓延的速度与材料的热解温度有直接关系。

竖直条件下可燃织物燃烧特性实验研究

设计实验装置,对尺寸1.80m×1.35m,厚0.30、0.44mm的棉布进行实验,测量燃烧火焰的温度分布、质量损失速率、火焰高度以及热解高度,研究竖直条件下可燃织物的燃烧特性,得出拟合曲线。燃烧30s后,可燃织物被撕成左右两块。实验结果表明:竖向可燃织物的燃烧可分为两个阶段。火焰前锋到达材料顶端前,火焰为二维蔓延,且竖向蔓延为变加速的加速运动,质量损失呈幂函数变化;火焰高度、热解高度与时间均呈幂函数关系,且两者符合函数H_f=αH^n_p的增长趋势,其中增长系数α均在1.84左右,幂数n接近于1,说明火焰高度和热解高度基本呈线性关系,且其变化趋势与材料厚度无关。燃尽前锋到达材料顶端后,火焰为一维蔓延,且质量损失呈线性递减,即质量损失速率为定值,说明火焰水平蔓延速率基本为定值。

可燃物清理对西昌市森林火灾危险性的影响研究

为探究2种常见可燃物(常绿阔叶灌丛和针叶林下枯落物)的清理对凉山州西昌市森林火灾危险性影响,使用FlamMap软件模拟了4种清理办法和未处理的工况,对比分析清理前后的燃烧概率(BP)和平均火焰长度(MFL)变化。模拟结果显示,清理常绿阔叶灌丛和针叶林下枯落物可有效破坏可燃物水平连续性,进而减小西昌市森林火灾的BP和MFL,且环境风速越大,处理效果越明显;清理灌丛的效果明显优于清理针叶林林下枯落物的效果;在蔓延速度大、较易燃的可燃物成片聚集的区域内,BP明显大于周围环境,而且清理处理效果明显较好。因此,部署可燃物清理计划时,应着重关注对杂草灌丛的清理,尤其关注成片存在、水平连续性较大以及一些容易产生着火点的区域。