不同類(lèi)型火源煙氣的充填特性試驗(yàn)不同類(lèi)型火源下煙氣在大空間內(nèi)的充填特性研究文/張村峰,霍然,史聰靈,李囘元洲
1 引言
圍繞中庭的煙氣控制,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已開(kāi)展了大量的試驗(yàn)研究。在這些試驗(yàn)中,一般采用油池火作為火源。這種火源的初期增長(zhǎng)階段很短,達(dá)到穩(wěn)定燃燒階段后,其熱釋放速率大體維持不變,通常將其作為定常火源對(duì)待。(北京華陽(yáng)消防滅火器工廠直營(yíng)店批零手提式、推車(chē)式滅火器材,產(chǎn)品均通過(guò)消防產(chǎn)品質(zhì)檢認(rèn)證,通過(guò)3C消防認(rèn)證,北京恒泰消防公司及滅火器年檢維修、消防器材批發(fā)、電氣檢測(cè)及消防設(shè)施檢測(cè)為一體的綜合性消防集團(tuán),是各企事業(yè)單位良好的消防合作單位。)但在實(shí)際建筑火災(zāi)中,絕大部分是固體可囘燃囘物燃燒,其熱釋放速率不能簡(jiǎn)單的按定?;鹪刺幚怼H欢?,在全尺寸試驗(yàn)中直接采用家具作為火源的情況不多。本研究小組曾在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和香港理工大學(xué)合建的大空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)廳(USTC/PolyU火災(zāi)實(shí)驗(yàn)廳)內(nèi),使用油池火作為火源,進(jìn)行了多次煙氣充填實(shí)驗(yàn)。通過(guò)分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果,歸納了熱釋放速率與煙氣運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系。近期又采用實(shí)體家具作為火源,開(kāi)展了若干試驗(yàn),并著手分析兩種火源下煙氣充填的差別。
筆者結(jié)合沙發(fā)著火的情況,分析了沙發(fā)點(diǎn)燃后煙氣在實(shí)驗(yàn)廳內(nèi)的發(fā)展過(guò)程,給出了煙氣層的下降曲線和煙氣層溫度分布曲線,并與油池火的結(jié)果做了對(duì)比。
2 實(shí)驗(yàn)
如圖1所示,大空間的高度為27m,橫截面為11.9mX×22.4m的矩形。實(shí)驗(yàn)時(shí)燃料置于稱(chēng)重平臺(tái)上,整個(gè)稱(chēng)重平臺(tái)置于大空間的中央位置,如圖2所示。西北和東南角的兩束K型熱電偶束用來(lái)測(cè)量煙氣溫度和下降的高度,熱電偶束到兩側(cè)墻的距離約為2.0m。每束熱電偶束上共有20支熱電偶,間距為1m,最上部的熱電偶距離頂部為1m。為了方便觀測(cè)煙氣高度的變化,在大廳東側(cè)設(shè)有標(biāo)記燈,標(biāo)記燈每隔2m一支,共有12支。實(shí)驗(yàn)時(shí)所有的開(kāi)口均關(guān)閉。
圖2是實(shí)驗(yàn)時(shí)采用的沙發(fā)外觀和燃燒狀況。沙發(fā)為木制結(jié)構(gòu),其表面材料是棉布,木制框架與表面材料的內(nèi)部填滿海綿,其重量約為15kg。沙發(fā)座墊尺寸為45cmX50cmX8cm,其表面材料同樣是棉布,內(nèi)部填充海綿。 為了分析沙發(fā)燃燒時(shí)煙氣充填與油池火的區(qū)別,選用了不同尺寸的油盤(pán)進(jìn)行了油池火燃燒對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
表1給出了實(shí)驗(yàn)室采用的油盤(pán)數(shù)量和油盤(pán)界面尺寸。由于柴油燃燒時(shí)火源功率在燃燒過(guò)程中變化不大,在試驗(yàn)中可視為定?;鹪吹娜紵^(guò)程。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.1不同燃燒情況下的火源功率
圖3給出了不同火源在初始階段和穩(wěn)定階段的熱釋放速率。從圖4可看出,對(duì)于采用柴油為燃料的油池火,熱釋放速率迅速增長(zhǎng)到穩(wěn)定階段,在燃燒的穩(wěn)定階段熱釋放速率基本是不變的。
從圖3可知,沙發(fā)燃燒的熱釋放速率是不斷變化的。由于在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前倒人了少量汽油以引燃沙發(fā).在沙發(fā)開(kāi)始燃燒時(shí)主要是汽油燃燒,火源熱釋放速率迅速增長(zhǎng)到接近1000kW。隨著汽油的燃盡,沙發(fā)材料的燃燒,火源熱釋放速率迅速下降到300kW左右。由于沙發(fā)材料的影響,火源熱釋放速率不斷變化,出現(xiàn)了兩個(gè)峰值,且前一個(gè)峰值比后一個(gè)峰值大。隨著沙發(fā)燃燒的進(jìn)行,火源熱釋放速率下降到200kW左右。
3.2不同燃燒情況煙氣層下降的分析
圖4給出了采用N一百分比法[7〕處理熱電偶測(cè)量數(shù)據(jù)得到的不同工況下煙氣層高度一時(shí)間曲線。從圖中可看出,由于煙氣上升需要一定的時(shí)間,煙氣在燃燒開(kāi)始后的一段時(shí)間才開(kāi)始下降。煙氣層厚度較小時(shí),煙氣的下降速率很快;而隨著燃燒的不斷進(jìn)行,煙氣層高度降低,煙氣下降速度變慢。燃燒初期熱釋放速率的大小是決定煙氣下降速度的重要因素。對(duì)比池火1、2、3可看出,火源熱釋放速率越大,煙氣羽流的上升速度越J決,煙氣開(kāi)始下降的時(shí)間越早,煙氣下降的速度越快。
對(duì)于穩(wěn)定火源功率的油池火,其煙氣層下降曲線是光滑的,不存在跳變現(xiàn)象。而沙發(fā)燃燒的煙氣層下降曲線有很大的不同,其下降曲線在90s左右有一個(gè)很明顯的轉(zhuǎn)折,這與沙發(fā)燃燒時(shí)熱釋放速率在90s時(shí)從1000kW迅速下降到約300kW是相吻合的。
在燃燒的初始階段(0--100s),沙發(fā)火與池火1的熱釋放速率曲線幾乎是接近的,因而它們的煙氣層高度變化曲線也是彼此接近的;在350s之后,沙發(fā)火的火源功率在200kW上下波動(dòng),與池火3接近,其煙氣層高度變化曲線與池火3也是彼此接近的。另外,由于沙發(fā)的熱釋放速率與池火2交叉,其煙氣層高度變化曲線也是交叉的。
3.3煙氣層的溫升
圖5和圖6分別給出了距大空間頂部5m和l0m處的煙氣層溫升曲線。從圖中可看出,在燃燒過(guò)程中,煙氣層的溫升不超過(guò)210C。與煙氣層的下降速率相比,煙氣層的溫升速率要小很多,曲線相對(duì)平緩一些。隨著燃燒的不斷進(jìn)行,煙氣層厚度不斷增加,煙氣層的溫升速率漸漸變小,曲線漸趨平緩。
比較四種工況下的溫升曲線可以看出,煙氣層的總溫升是由燃燒的平均熱釋放速率大小決定的。對(duì)燃燒的平均熱釋放速率而言,池火1>池火2>沙發(fā)火>池火3,其溫升相應(yīng)有池火1>池火2>沙發(fā)火>池火3。
燃燒初期的熱釋放速率影響了煙氣層初期的溫升速率。由于沙發(fā)火在燃燒初期主要是汽油燃燒,產(chǎn)生的煙氣密度較小,而其火源熱釋放速率相對(duì)較大,從而導(dǎo)致了在燃燒初期,煙氣溫升比其余工況較大,煙氣的溫升速率也比較快。而在燃燒中后期的穩(wěn)定階段,煙氣層厚度大,四種工況下的溫升曲線是接近囘平行的。
4 結(jié)論
通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析可以看出:
(1)火源熱釋放速率的大小是決定中庭煙氣層溫度升高和煙氣層下降的主要因素。不同的火源條件下,煙氣的溫升曲線和煙氣層下降曲線是不同的。對(duì)于穩(wěn)定的油池火,煙氣層下降曲線是光滑的;對(duì)于非穩(wěn)定火源,煙氣層下降曲線存在跳變現(xiàn)象。
(2)在火災(zāi)燃燒的初期,煙氣層厚度小,火源熱釋放速率的大小對(duì)煙氣層的溫升和煙氣層下降有決定性作用。隨著燃燒的不斷發(fā)展,煙氣層的厚度不斷增加,煙氣的溫升速率和下降速率逐漸變小。
(3)相比煙氣層的下降速率,煙氣層溫升速率受火源熱釋放速率的影響相對(duì)要小一些。在整個(gè)燃燒過(guò)程中,中庭的煙氣溫升不大。因此,在中庭火災(zāi)中,煙氣的溫升不是影響火災(zāi)安全的主要因素,控制煙氣層的下降應(yīng)該成為中庭消防設(shè)計(jì)主要考慮的重點(diǎn)。(北京華陽(yáng)消防器材公司滅火器工廠直營(yíng)推車(chē)式二氧化碳、干粉、水基型推車(chē)及各種型號(hào)手提式干粉、水基、二氧化碳滅火器材,全系均通過(guò)消防認(rèn)證,3C認(rèn)證,恒泰消防取得滅火器檢測(cè)維修資質(zhì)、電氣檢測(cè)及消防設(shè)施檢測(cè)壹級(jí)資質(zhì),是一家一站式綜合性消防企業(yè),是各企事業(yè)單位消防安全良好的合作伙伴。)
(4)對(duì)于變火源功率的情況,可以采用分段近似的方法來(lái)對(duì)煙氣層的下降速率進(jìn)行模擬,這一點(diǎn)對(duì)于性能化消防設(shè)計(jì)有重要的意義。 滅火器年檢/消防檢測(cè)/消電檢/消防維保/消防評(píng)估文章 下表所列目前國(guó)內(nèi)所有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格滅火級(jí)別,以便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行滅火器配置設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)選用。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》GВJ140-90,第3.0.5條在非必要配置鹵烷滅火器的場(chǎng)所不得選用鹵代烷滅火器,宜選用磷酸鹽干粉滅火器或輕水泡沫滅火器等其他類(lèi)型滅火器。規(guī)格概念 通常滅火器的規(guī)格型號(hào)有兩種表示法,滅火器規(guī)格型號(hào)的表示和看法,且均具有量綱概念。(1)滅火劑量規(guī)格。系指由滅火器筒體充裝的滅... 統(tǒng)一部署開(kāi)展了商場(chǎng)市場(chǎng)、賓館飯店、學(xué)校醫(yī)院、“三合一”建筑、出租屋、城中村等消防安全專(zhuān)項(xiàng)整治和消防產(chǎn)品專(zhuān)項(xiàng)打假行動(dòng),檢查各類(lèi)單位79.1萬(wàn)家,督促整改火災(zāi)隱患70.5萬(wàn)處,有效改善了人員密集場(chǎng)所的消防安全條件。全國(guó)火災(zāi)情況分析,北京華陽(yáng)滅火器年檢維修銷(xiāo)售各種消防器材及消防檢測(cè)、電氣檢測(cè)等消電檢服務(wù)。北京滅火器檢測(cè)充裝公司銷(xiāo)售各種滅火器及消防設(shè)施檢測(cè)... 滅火器滅火級(jí)別是怎樣規(guī)定的?滅火器的滅火級(jí)別應(yīng)由數(shù)字和字母組成,數(shù)字應(yīng)表示滅火級(jí)別的大小,字母(A或B)應(yīng)表示滅火級(jí)別的單位及適用撲救火災(zāi)的種類(lèi)。目前批界各國(guó)滅火器標(biāo)準(zhǔn)僅有A和B兩類(lèi)滅火級(jí)別,其中“3A”是指滅火器撲滅A類(lèi)的最低滅火級(jí)別,TB”是指滅火器撲滅E類(lèi)火災(zāi)的最低滅火級(jí)別。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)系列規(guī)格的滅火級(jí)別,有3A、5A、8A、13A、21A……和55A和IB、2B、... 全國(guó)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)管理系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)版)正式運(yùn)行,相較原單機(jī)版統(tǒng)計(jì)系統(tǒng),進(jìn)一步擴(kuò)展了火災(zāi)的場(chǎng)所分類(lèi)、亡人基本情況、傷亡原因、起火原因等方面的統(tǒng)計(jì)信息。2007年至2016年的10年間,從系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)看,全國(guó)共接報(bào)有亡人的火災(zāi)10815起,共亡15193人。因受統(tǒng)計(jì)范圍、口徑等影響,其中部分年份數(shù)據(jù)相差較大,故本文不對(duì)亡人火災(zāi)絕對(duì)數(shù)的升降進(jìn)行對(duì)比分析,而是側(cè)重于從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)本身挖掘分析亡人火災(zāi)的發(fā)生規(guī)律... 民用建筑滅火器配置場(chǎng)所的危險(xiǎn)等級(jí)劃分為以下三級(jí)。(1)嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí):功能復(fù)雜、用電用火多、設(shè)備貴重、火災(zāi)危險(xiǎn)較大、可燃物多、起火后蔓延迅速或造成重大火災(zāi)的場(chǎng)所;(2)中危險(xiǎn)級(jí):用電用火較多.火災(zāi)危險(xiǎn)性較大,可燃物較多、起火后蔓延較迅速的場(chǎng)所,(3)輕危險(xiǎn)級(jí):用電用火較少、火災(zāi)危險(xiǎn)性較小、可燃物較少、起火后蔓延較緩慢的場(chǎng)所。民用建筑包括公共建筑和居住建筑兩大類(lèi)... 11月7日,消防局通報(bào)了我國(guó)近10年來(lái)的冬春火災(zāi)總體情況,統(tǒng)計(jì)表明,近10年我國(guó)住宅火災(zāi)死亡人數(shù)總量**,占總數(shù)的76.1%。北京華陽(yáng)消防器材公司專(zhuān)職從事滅火器年檢維修充裝服務(wù),消防設(shè)施檢測(cè)及電氣防火檢測(cè)服務(wù),直營(yíng)國(guó)內(nèi)知名品牌滅火器等消防器材。近年冬春電氣原因引發(fā)火災(zāi)占比最高來(lái)源:中國(guó)消防 統(tǒng)計(jì)顯示,近10年來(lái),我國(guó)冬春火災(zāi)總量大,比夏秋高出36.6%;較大火災(zāi)與夏秋基本持... 公共建筑消防滅火器配置場(chǎng)所的危險(xiǎn)級(jí)別劃分為下列三級(jí)。北京定點(diǎn)消防檢測(cè)企業(yè)是負(fù)責(zé)西城電氣檢測(cè)的定點(diǎn)消電檢機(jī)構(gòu),可接受西城區(qū)各種類(lèi)型建筑的消防設(shè)施檢測(cè)及電氣防火檢測(cè),各類(lèi)型大型活動(dòng)電消檢測(cè),臨時(shí)建筑的消檢電檢服務(wù)。工業(yè)建筑滅火器配置場(chǎng)所危險(xiǎn)等級(jí)的劃分北京華陽(yáng)德林消防為您整理?! 。?)嚴(yán)重嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí):火災(zāi)危險(xiǎn)性大、可燃物多、著火后擴(kuò)散較快速或易于引起重特大火災(zāi)損害的場(chǎng)所; (2)中... 從浙江安監(jiān)督局獲悉,天臺(tái)足馨堂“2·5”重大火災(zāi)事故調(diào)查報(bào)告公布。報(bào)告指出,天臺(tái)足馨堂足浴是一起重大生產(chǎn)安全責(zé)任事故,建議對(duì)中心負(fù)責(zé)人厲海笑、熊守信等9人追究刑事責(zé)任,對(duì)6人給予黨紀(jì)或政紀(jì)處分,對(duì)7人進(jìn)行誡勉談話。北京滅火器年檢維修公司銷(xiāo)售各種消防器材及電氣檢測(cè)、消防設(shè)施檢測(cè)等消檢電檢服務(wù)。北京消防器材公司專(zhuān)業(yè)從事各種滅火器材銷(xiāo)售、滅火器年檢維修、消防設(shè)施檢測(cè)及電氣檢測(cè)服務(wù)。浙江天... 滅火器是撲救初起火災(zāi)的重要消防器材,輕便靈活,可移動(dòng),稍經(jīng)訓(xùn)練即可掌握其操作使用方法,是在全國(guó)普便使用的滅火器材中比較理想的滅火工具。滅火器適用哪些范圍 不適用哪些范圍呢,北京華陽(yáng)消防器材為您整理一下資料。建筑滅火器的適用范圍如下表所示。1新建、改造、擴(kuò)建和已建成(古建筑)的 生產(chǎn)、使用和貯存可燃物的工業(yè)與民用 建筑工程有火災(zāi)危險(xiǎn),應(yīng)配置滅火器以撲滅有可 能發(fā)生的初起火災(zāi)2已安裝... 酒店火災(zāi)成為旅客夢(mèng)魘 2016年12月5日,巴基斯坦南部港口城市卡拉奇一家四星級(jí)酒店發(fā)生火災(zāi),造成至少11人死亡,75人受傷。2016年⒎23日位于福建廈門(mén)梧村車(chē)站附近的一酒店起火,火災(zāi)原因是酒店方在天臺(tái)違規(guī)堆積易燃物品,存放不善,另外,酒店方還涉嫌未經(jīng)審批擅自裝修,消防設(shè)施不到位。2016年2月6日伊拉克庫(kù)爾德自治區(qū)一家酒店起火,導(dǎo)致最少17人死亡。2016年1月31日西昌市區(qū)尚... 二氧化碳滅火器利用其內(nèi)部充裝的液態(tài)二氧化碳的蒸氣壓將二氧化碳噴出滅火。由于二氧化碳滅火劑具有滅火不留痕跡,并有一定的電絕緣性能等特點(diǎn),因此更適宜于撲救600伏以下的帶電電器、貴重設(shè)備、圖書(shū)資料、儀器儀表等場(chǎng)所的初起火災(zāi),以及一般可燃液體的火災(zāi)。以下是北京華陽(yáng)德林消防整理的二氧化碳滅火器原理及使用方法具體內(nèi)容。(1)使用方法:滅火時(shí)只要將滅火器提到或扛到火場(chǎng),在距離燃燒物5m左右... 二氧化碳是一種不燃燒、不助燃的惰性氣體,制造方便,價(jià)格低廉、并易于液化,便于裝罐和儲(chǔ)存,因此是一種應(yīng)用較為廣泛的滅火劑。向火場(chǎng)大氣中大量噴射二氧化碳?xì)怏w,會(huì)使火場(chǎng)大氣中氧氣濃度大量下降。當(dāng)氧氣濃度下降到12%以下或二氧化碳的濃度達(dá)到30%?35%時(shí),絕大多數(shù)燃燒都會(huì)因缺氧而熄滅。因此,二氧化碳的滅火作用主要是窒息作用。二氧化碳滅火器內(nèi)充裝的是加壓液化的二氧化碳,它主要用于撲救甲、乙、丙類(lèi)... 位于大廣高速萬(wàn)安縣境內(nèi)往吉安方向,一輛滿載貨物的掛車(chē)在行駛途中突然起火?;饎?shì)蔓延到整車(chē)貨物,如不及時(shí)控制火勢(shì),后果將不堪設(shè)想。北京華陽(yáng)消防器材公司專(zhuān)職從事滅火器年檢維修充裝服務(wù),消防設(shè)施檢測(cè)及電氣防火檢測(cè)服務(wù),直營(yíng)國(guó)內(nèi)知名品牌滅火器等消防器材。奔波在高速的救援 掛車(chē)行駛中突發(fā)大火來(lái)源:中國(guó)消防 險(xiǎn)情就是命令!大隊(duì)接警后... 江西省南昌市唱天下量販?zhǔn)叫蓍e會(huì)所(簡(jiǎn)稱(chēng)“唱天下”)停業(yè)拆囘除期間發(fā)生火災(zāi)。接警后,南昌消防指揮中心立即調(diào)派8個(gè)中隊(duì)、1個(gè)大隊(duì)、20輛消防車(chē)、161名消防指戰(zhàn)員趕赴現(xiàn)場(chǎng)撲救,總隊(duì)、支隊(duì)全勤指揮部遂行出動(dòng)。12時(shí)08分,大火被撲滅。此次火災(zāi)過(guò)火面積約1500平方米,造成10人死亡,13人受傷。消防部門(mén)組織疏散搶救被困人員260人。北京華陽(yáng)消防滅火器工廠直營(yíng)店批... 2008年發(fā)布的《火災(zāi)分類(lèi)》(GB/T4968-2008)于2009年4月1日起施行,GB/4968-1985標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)廢止。北京華陽(yáng)消防滅火器工廠直營(yíng)店批零手提式、推車(chē)式滅火器材,產(chǎn)品均通過(guò)消防產(chǎn)品質(zhì)檢認(rèn)證,通過(guò)3C消防認(rèn)證,北京恒泰消防公司及滅火器年檢維修、消防器材批發(fā)、電氣檢測(cè)及消防設(shè)施檢測(cè)為一體的綜合性消防集團(tuán),是各企事業(yè)單位良好的消防合作單位?! ?.A類(lèi)火災(zāi):固體物質(zhì)火災(zāi)(... |