不同類型火源煙氣的充填特性試驗(yàn)不同類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，國內(nèi)外學(xué)者已開展了大量的試驗(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?；鹪磳Υ?。（北京華陽消防滅火器工廠直營店批零手提式、推車式滅火器材，產(chǎn)品均通過消防產(chǎn)品質(zhì)檢認(rèn)證，通過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)、電氣檢測及消防設(shè)施檢測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單的按定?；鹪刺幚?。然而，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)。通過分析對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計算結(jié)果，歸納了熱釋放速率與煙氣運(yùn)動參數(shù)之間的關(guān)系。近期又采用實(shí)體家具作為火源，開展了若干試驗(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)時燃料置于稱重平臺上，整個稱重平臺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型熱電偶束用來測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)時所有的開口均關(guān)閉。
圖2是實(shí)驗(yàn)時采用的沙發(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)燃燒時煙氣充填與油池火的區(qū)別，選用了不同尺寸的油盤進(jìn)行了油池火燃燒對比實(shí)驗(yàn)。
表1給出了實(shí)驗(yàn)室采用的油盤數(shù)量和油盤界面尺寸。由于柴油燃燒時火源功率在燃燒過程中變化不大，在試驗(yàn)中可視為定常火源的燃燒過程。
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，對于采用柴油為燃料的油池火，熱釋放速率迅速增長到穩(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)開始前倒人了少量汽油以引燃沙發(fā).在沙發(fā)開始燃燒時主要是汽油燃燒，火源熱釋放速率迅速增長到接近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)了兩個峰值，且前一個峰值比后一個峰值大。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〕處理熱電偶測量數(shù)據(jù)得到的不同工況下煙氣層高度一時間曲線。從圖中可看出，由于煙氣上升需要一定的時間，煙氣在燃燒開始后的一段時間才開始下降。煙氣層厚度較小時，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，煙氣開始下降的時間越早，煙氣下降的速度越快。
對于穩(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左右有一個很明顯的轉(zhuǎn)折，這與沙發(fā)燃燒時熱釋放速率在90s時從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，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，在燃燒過程中，煙氣層的溫升不超過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。對于穩(wěn)定的油池火，煙氣層下降曲線是光滑的;對于非穩(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要小一些。在整個燃燒過程中，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)計主要考慮的重點(diǎn)。（北京華陽消防器材公司滅火器工廠直營推車式二氧化碳、干粉、水基型推車及各種型號手提式干粉、水基、二氧化碳滅火器材，全系均通過消防認(rèn)證，3C認(rèn)證，恒泰消防取得滅火器檢測維修資質(zhì)、電氣檢測及消防設(shè)施檢測壹級資質(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)對于變火源功率的情況，可以采用分段近似的方法來對煙氣層的下降速率進(jìn)行模擬，這一點(diǎn)對于性能化消防設(shè)計有重要的意義。 滅火器年檢/消防檢測/消電檢/消防維保/消防評估文章 1.滅火器的配置基準(zhǔn)（1） A類火災(zāi)配置場所滅火器的最低配置基準(zhǔn)應(yīng)符合表6-4的規(guī)定。衷6?4 A類火災(zāi)配■場所滅火器的配■基準(zhǔn)危險等級嚴(yán)重危險級中危險級輕危險級每具滅火器最小配置滅火級別3A2A1A**保護(hù)面積（mJ5075100 （2） E、C類火災(zāi)配置場所滅火器的最低配置基準(zhǔn)應(yīng)符合表6-5的規(guī)定。表6?5 B、C類火災(zāi)配置場所滅火器的配■墓準(zhǔn)危險等級嚴(yán)重危險級中危險級輕危險級毎具滅... 消防應(yīng)急燈具質(zhì)量不高消防應(yīng)急燈具包括照明和標(biāo)志燈具兩類。近年來，隨著照明技術(shù)的迅速發(fā)展，高大而復(fù)雜的智能建筑日益增多，消防應(yīng)急照明法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)不斷健全和完善，消防應(yīng)急燈具產(chǎn)品品種不斷增多，性能不斷改進(jìn)，技術(shù)水平有很大提高，得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。國內(nèi)消防應(yīng)急照明發(fā)展及現(xiàn)存問題，我國雖起步晚，但發(fā)展也很快。目前，國內(nèi)有200多個企業(yè)生產(chǎn)消防應(yīng)急燈具，但產(chǎn)品質(zhì)量、性能和品種同發(fā)達(dá)國家相比... 消防產(chǎn)品的種類繁多，按其性能和用途大體上可以分以下四類。一、火災(zāi)撲救類產(chǎn)品 1.消防裝備：消防機(jī)器人、消防艇、各種消防車、消防泵。2.火場供水線路的器材和設(shè)施：水帶、水槍（炮）、泡沫槍（炮）、泡冰勾管、高倍數(shù)泡沫發(fā)生器、水帶、水帶接口、異型接口、分水器、集水器、排吸器、水帶包布、水帶掛鉤等。3.滅火劑：泡沫滅火劑、干粉滅火劑（ABC、BC干粉）、二氧化碳滅火... 消防維保報告應(yīng)當(dāng)如實(shí)反映消防設(shè)備的狀態(tài)，一就是一，二就是二。維保公司應(yīng)當(dāng)認(rèn)真負(fù)責(zé)地檢查維護(hù)，做出真實(shí)的報告。而單位在選擇消防維保單位的時候，也要看它是否具有相應(yīng)的資質(zhì)，是否負(fù)責(zé)，千萬不要圖價格便宜而選擇不負(fù)責(zé)任的維保公司。安全責(zé)任重于泰山。消防維保制度待完善，一個企業(yè)，理應(yīng)視消防安全工作為重中之重。沒有安全，何談效益，弄虛作假只能害人害己... 森林火災(zāi)的發(fā)生不僅會給國家森林資源和人民群眾的生命財產(chǎn)造成巨大損失，也使得生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。大火過后的恢復(fù)期需要十年甚至上百年。世界各國對此高度重視，紛紛探索、研制各種森林滅火設(shè)備，采用多種手段進(jìn)行滅火。由于林區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，氣候異常，一旦在火災(zāi)出現(xiàn)后不能及時有效控制和撲滅火勢，往往會形成大面積火災(zāi),不僅增大后續(xù)滅火的難度，而且對滅火人員的生命安全形成威脅。為提高火情初發(fā)期的滅火效率... 家用滅火器維修有去處 連續(xù)兩年被列為市府實(shí)事工程項(xiàng)目之一的為居民家庭配發(fā)小型家用滅火器工作已圓滿完成，目前全市己有130萬戶居民家庭配置一了小型家用滅火器。但是，隨之而來的日常維修和個別家庭使用后充裝滅火劑，成了新的問題。市消防局為確保市府實(shí)事工程發(fā)揮平安效益，組織參加市府實(shí)事工程項(xiàng)目的6家滅火器生產(chǎn)企業(yè)與本市消防器材經(jīng)營服務(wù)部建立特約維修點(diǎn)。到去年年底為止，全市共建立了巧... 楊浦區(qū)某汽車加油站滅火器滅火效能差，門口一輛助動囘車起火.路人用了10余只滅火器都未將火撲滅的報道。后經(jīng)消防部門調(diào)查證實(shí)，救火所使用的火火器無質(zhì)量問題.導(dǎo)致不能有效滅火的原因有操作使用方法上的問題，但使用的滅火器的滅火級別低是一個不可忽視的因素。滅火級別是通過科學(xué)試驗(yàn)方法確定的衡量評判滅火器撲救相應(yīng)火災(zāi)能力的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)... 一、滅火器配置場所的火災(zāi)類型 滅火器配置場所的火災(zāi)種類應(yīng)根拯該場所內(nèi)的物質(zhì)及其燃燒特性進(jìn)行分類，火災(zāi)種類可劃分為以下五類：1.A類火災(zāi)：固體物質(zhì)火災(zāi)。2.B類火災(zāi)：液體火災(zāi)或可熔化固體蕩質(zhì)火災(zāi)。3.C類火災(zāi)：氣體火災(zāi)。4.D類火災(zāi)：金屬火災(zāi)。5.E類火災(zāi)（帶電火災(zāi)）:物體帶電燃燒的火災(zāi)。二、滅火器配置場所的危險等級（一）工業(yè)建筑滅... 重新頒布實(shí)施，充分肯定了消防產(chǎn)品監(jiān)督工作在保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要作用，有利于嚴(yán)厲打擊假冒偽劣消防產(chǎn)品的違法行為，促進(jìn)市場秩序健康發(fā)展;有利于改進(jìn)消防器材產(chǎn)品監(jiān)督工作機(jī)制，新形勢下消防器材產(chǎn)品監(jiān)督管理新機(jī)制促進(jìn)公正、嚴(yán)格、文明、高效執(zhí)法。新形勢下消防器材產(chǎn)品監(jiān)督管理新機(jī)制在消防器材產(chǎn)品監(jiān)督中的作用，消防產(chǎn)品質(zhì)量好壞直接影響到火災(zāi)的撲救。為進(jìn)一步規(guī)范消防產(chǎn)品市場，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督，保證產(chǎn)品質(zhì)... 滅火器的設(shè)置是滅火器配置設(shè)計的一個重要方面。主要包括滅火器設(shè)置要求和滅火器的保護(hù)距離。滅火器的設(shè)置要求主要有以下幾點(diǎn) (1)滅火器應(yīng)設(shè)置在明顯的地點(diǎn)。所謂明顯地點(diǎn)，一般來說，是指正常的通道，包括房間的岀入口處。走廊、門廳及樓梯等地點(diǎn)，(2)滅火器應(yīng)設(shè)置在便于人們?nèi)∮?包括不受阻擋和碰撞)的地點(diǎn)。(3)滅火器的設(shè)置不得影響安全疏散。(4)滅火... 第十四屆北京國際消防設(shè)備技術(shù)交流展覽會國內(nèi)、外企業(yè)展示了不少新型消防車，其中有些消防車輛代表了今后一段時間消防車發(fā)展的趨勢。下面就展覽會上展出的幾款新型消防車輛的特點(diǎn)來具體分析消防車輛的發(fā)展趨勢。北京消防器材公司工廠直營各種滅火器、消防員裝備、滅火器檢測維修、消防檢測及電氣檢測服務(wù)。從國際消防展看消防車發(fā)展趨勢。1展會展出的新型消... 近期，平谷消防支隊迎來轄區(qū)峪口鎮(zhèn)“北極星”夏令營師生入隊參觀，深入“北極星”夏令營學(xué)校開展“消防知識進(jìn)軍訓(xùn)”活動，扎實(shí)開展消防宣傳工作。消電檢測是專職消防檢測機(jī)構(gòu)對各類型建筑進(jìn)行消防安全檢測，對建筑電氣設(shè)施進(jìn)行電氣防火安全檢測，對消防設(shè)施進(jìn)行消防檢測，通過電消明確建筑電氣及消防設(shè)施是否符合安全規(guī)范，并提出整改建議。平谷支隊迎來“北極星”夏令營入隊參觀學(xué)習(xí)來源:北京消防 8月1日，在... 商場市場為人們的生活帶來了極大的便利，但由于內(nèi)部可囘燃囘物多,人員密集，一旦發(fā)生火災(zāi)，勢必造成重大財產(chǎn)損失和人員傷亡。因此，掌握必要的消防安全知識，顯得尤為重要。北京華陽消防器材公司專職從事滅火器年檢維修充裝服務(wù)，消防設(shè)施檢測及電氣防火檢測服務(wù)，直營國內(nèi)知名品牌滅火器等消防器材。商場市場消防安全知識文章來源:北京消防 1.建筑面積大。商場市場建筑面積一般都比較大，多層的商場或市場，... 不同種類火災(zāi)的滅火器怎樣選擇？(1)撲救A類火災(zāi)應(yīng)選用水型、泡沫、磷酸錢鹽干粉滅火器，(2)撲救B類火災(zāi)應(yīng)選用干粉、泡沫、二氧化碳型滅火器；(這里值得注意的是化學(xué)泡沫滅火器不能滅B類極性溶劑火災(zāi)。醇、醛、酮、瞇、酯等都屬于極性溶劑，因?yàn)榛瘜W(xué)泡沫與有機(jī)溶劑接觸，泡沫的水會迅速被吸收，使泡沫很快消失，這樣就不能起到滅火的作用)(3)撲救C類火災(zāi)應(yīng)選用干粉、二氧... 江蘇在消防無人機(jī)應(yīng)用方面取得了一定成績，但也發(fā)現(xiàn)一-些問題:一是消防行業(yè)定制化程度不高。應(yīng)總救援應(yīng)用場錄復(fù)雜多變，但消防應(yīng)用無人機(jī)大部分都是消費(fèi)級無人機(jī)，在機(jī)體抵抗惡劣環(huán)境性能上比較欠缺，續(xù)航時間不長，塑題存在反射自區(qū)，偵檢模塊不夠精準(zhǔn)，夜視效果不好，智能化程度不高。消防無人機(jī)應(yīng)用還需探索和規(guī)范，有關(guān)消防無人機(jī)的調(diào)研不足，尚未出臺建設(shè)、配備、測試等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，制約了無人機(jī)在消防行業(yè)的應(yīng)用... |
