不同類型火源煙氣的充填特性試驗不同類型火源下煙氣在大空間內的充填特性研究文/張村峰,霍然,史聰靈,李囘元洲
1 引言
圍繞中庭的煙氣控制,國內外學者已開展了大量的試驗研究。在這些試驗中,一般采用油池火作為火源。這種火源的初期增長階段很短,達到穩定燃燒階段后,其熱釋放速率大體維持不變,通常將其作為定常火源對待。(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,產品均通過消防產品質檢認證,通過3C消防認證,北京恒泰消防公司及滅火器年檢維修、消防器材批發、電氣檢測及消防設施檢測為一體的綜合性消防集團,是各企事業單位良好的消防合作單位。)但在實際建筑火災中,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技術大學和香港理工大學合建的大空間火災實驗廳(USTC/PolyU火災實驗廳)內,使用油池火作為火源,進行了多次煙氣充填實驗。通過分析對比實驗結果與計算結果,歸納了熱釋放速率與煙氣運動參數之間的關系。近期又采用實體家具作為火源,開展了若干試驗,并著手分析兩種火源下煙氣充填的差別。
筆者結合沙發著火的情況,分析了沙發點燃后煙氣在實驗廳內的發展過程,給出了煙氣層的下降曲線和煙氣層溫度分布曲線,并與油池火的結果做了對比。
2 實驗
如圖1所示,大空間的高度為27m,橫截面為11.9mX×22.4m的矩形。實驗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,在大廳東側設有標記燈,標記燈每隔2m一支,共有12支。實驗時所有的開口均關閉。
圖2是實驗時采用的沙發外觀和燃燒狀況。沙發為木制結構,其表面材料是棉布,木制框架與表面材料的內部填滿海綿,其重量約為15kg。沙發座墊尺寸為45cmX50cmX8cm,其表面材料同樣是棉布,內部填充海綿。 為了分析沙發燃燒時煙氣充填與油池火的區別,選用了不同尺寸的油盤進行了油池火燃燒對比實驗。
表1給出了實驗室采用的油盤數量和油盤界面尺寸。由于柴油燃燒時火源功率在燃燒過程中變化不大,在試驗中可視為定?;鹪吹娜紵^程。
3 實驗結果分析
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定階段,在燃燒的穩定階段熱釋放速率基本是不變的。
從圖3可知,沙發燃燒的熱釋放速率是不斷變化的。由于在實驗開始前倒人了少量汽油以引燃沙發.在沙發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,沙發材料的燃燒,火源熱釋放速率迅速下降到300kW左右。由于沙發材料的影響,火源熱釋放速率不斷變化,出現了兩個峰值,且前一個峰值比后一個峰值大。隨著沙發燃燒的進行,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〕處理熱電偶測量數據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,不存在跳變現象。而沙發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折,這與沙發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>沙發火>池火3,其溫升相應有池火1>池火2>沙發火>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。由于沙發火在燃燒初期主要是汽油燃燒,產生的煙氣密度較小,而其火源熱釋放速率相對較大,從而導致了在燃燒初期,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 結論
通過以上的實驗結果及分析可以看出:
(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。對于穩定的油池火,煙氣層下降曲線是光滑的;對于非穩定火源,煙氣層下降曲線存在跳變現象。
(2)在火災燃燒的初期,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,在中庭火災中,煙氣的溫升不是影響火災安全的主要因素,控制煙氣層的下降應該成為中庭消防設計主要考慮的重點。(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,全系均通過消防認證,3C認證,恒泰消防取得滅火器檢測維修資質、電氣檢測及消防設施檢測壹級資質,是一家一站式綜合性消防企業,是各企事業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行模擬,這一點對于性能化消防設計有重要的意義。 滅火器年檢/消防檢測/消電檢/消防維保/消防評估文章 火災事故調查作為消防部門的一項重要工作,牽扯多方面的利益及責任問題,對火災事故調查環節中的相關法律問題理解不清或立法的相對滯后,使近幾年消防執琺中因火災事故原因認定、責任認定和損失核定等與火災事故調查相關的行政爭議案件呈明顯的上升趨勢,已成為消防執琺的一個難點。完善火災事故調查法律制度的思考--文 /李建洵筆者認為,出現這種情況的很大一個原因就是對火災事故調查過程中相關法律問題的定性模糊或不... 一、煙感火災探測器專業清洗機工作原理簡介整機設4個清洗槽,其名稱和作用如下:1.溫浸槽:使用普通水內加水溶清洗劑,在恒溫狀態下對零件進行浸泡,以使清洗劑在**溫度下發揮作用浸入和初步分離零件表面的污染物。2.普通水超聲波清洗槽:使用普通水內加水溶清洗劑,并在槽底設有超聲波換能器。超聲波電源將50Hz交流電轉化為高頻交流電,驅動換能器將電能轉化為聲能,在清洗液中傳播。聲的傳播是以疏密相間的形式... 在全面貫徹落實黨的精神及全面建設小康社會和實現社會主義現代化的新形勢下,隨著我國經濟高速發展、社會的不斷進步,我國的高等教育在不斷地深化改革和結構調整中有了更大的發展,這對高等教育和高校的各項工作提出了更高、更嚴的標準和要求。同樣,在高校安全工作、消防工作方面,也需加強和改進,這對高校的發展和高等教育的發展有著重要和現實的意義。高校的消防安全工作是高校安全工作中重要的組成部分。消防安全工作關... 隨著我國社會主義市場經濟的發展,特別是我國加人世貿后,各行各業把當前的工作放在如何應對世貿規則上來。公安消防機構作為法律授權的負責實施消防監督工作的機構,在新形勢下其消防監督管理的機制也要進行相應改革。消防產品的監督管理作為消防監督管理工作的重要組成部分,其管理機制的改革勢在必行。國務院在批轉的公安部關于“十五”,期間消防工作發展指導意見中已明確提出“消防產品的管理實行政企、政事分開,形成統... 隨著社會的前進和經濟的增長,能源工業作為經濟發展的基礎產業得到了高速發展,特別是近十年,電纜的需求量大幅上升,生產電統的企業也不斷增加.由于電纜的護套和絕緣層一般由塑料及橡膠材料制成,因此隨著電纜使用量的不斷增加,特別是電纜密集敷設的地方,極易引起火災‘電線電纜密集敷設主要集中在高層及超高層建筑、大型娛樂場所等人員密集的地方和郵電通信系統、大型工礦企業及地下工程中。在高層及超高層建筑中,電纜... “安全責任重于泰山”。消防安全作為保證檔案安全的整體措施之一發揮著重要的作用。但是,檔案消防工作也還存在著一些隱患,因此找準存在的問題,采取有效的防治對策,是一項重要的任務。切實加強檔案消防安全-文 /孫森林一、存在的問題這些年來由于各級檔案部門注重消防安全工作,沒有發生過嚴重的火災。但這并不說明沒有火災隱患,從近年來一些地區檔案室發生的若干起被動火災導致部分檔案毀損的情況來看,提示著檔案消... 消防與商業保險(以下簡稱“保險”)互相促進發展,這是中國消防界和保險業攜手,共同對待加人WTO后經濟與安全新挑戰的一項創新,其重要性不言而喻。但是,應當清醒地認識到,為了切實搞好這項工作,尚要做很多深人扎實的工作。淺談消防與保險的發-文 /王寧,朱渝生,余大波1提高對保險的認識1. 1從經濟角度分析保險是一種經濟行為。由于存在著大量標的面臨著同樣的危險,與之有利害關系的社會主體希望獲得保障,... 夏季已到,天氣炎熱,進入了化工生產的事故多發期,為了保障夏季安全生產,化工企業應組織員工早落實、快行動,認真搞好以防洪、防汛、防雷電、防署降溫等為重點的夏季“四防,工作,確保萬無一失。夏季四防指的是什么?所謂夏季四防指的是防雷擊、防汛、防暑、防爆,搞好夏季“四防”工作-文 /萬旭一是加強領導,明確責任,落實到人。各單位都要成立一把手為組長的夏季“四防”領導小組,統一管理,合理調度,明確各自的... 1前言高層建筑由于層數多,建筑高度高,因此,在火災蔓延和撲救等方面,危險性大,而建筑室內消火栓給水系統是把室外給水系統提供的水量經加壓輸送到用于撲滅建筑火災而設置的固定滅火設備,是建筑物最基本的滅火設施。談某工程消火栓消防給水系統計算文 /朱志平建筑室內消火栓給水系統一般由水槍、水帶、消防栓、消防卷盤、水泵結合器及遠距離啟動消防水泵的設備組成。談某工程消火栓消防給水系統計算... 公按哌出所實施消防安全監督檢查是公按部36號令《消防監督檢查規定》賦予公按哌出所的一項新職能,是加強社會消防安全監督檢查,提高社會防御火災事故能力,實現消防工作社會化的一條有效途徑。它對彌補消防監督替力不足,拓展消防監督渠道,減少失控漏管現象發生,有著十分重要的現實意義。加強消防監管部門監督檢查之我見——文 /石哲明,徐高峰但由于種種原因,自《消防監督檢查規定》發布施行以來... 起火后人們首先想到滅火,滅火不成自然想到逃生,然而,逃生并不那么簡單。那么,身臨火場應該如何避難與自救呢?保持頭腦冷靜火災突然發生后,不少人驚慌失措,這是最致的弱點。保持清醒的頭腦,冷靜地思謀逃生方式,并迅速地作出反應,對防止慘劇的發生才是至關重要的。4月19曰,黑龍江省哈爾濱市天鵝飯店發生火災,一位日本客人發現火情后,首先想到的是及時報警,再用浸濕的被子堵住門,然后把床單撕成條,連... 隨著我國經濟建設迅速發展,人民生活水平不斷提高,各種電氣設備和家用電器應運而生,給社會發展和人民的生活提供了良好的條件。但如果管理使用不當,就會發生火災事故。給國家財產和人民的生命安全造成損失。電氣火災事故的發生有下面幾方面的原因(一)、電線陳舊老化,長期得不到更換。(二)、家用電器使用不當。隨著城鄉居民生活水平的逐步提高,各種家用電器進人于家萬戶,給人們的生活帶來了舒適和方便_但同時家用電... 0. 前言自動噴水滅火系統在國外運用已經有l00多年的歷史,該系統已經被國際上公認為撲滅室內火災最為有效的消防措施。自20世紀30年代我國首次應用自動噴水滅火系統以來,70年間,該系統在我國的工業及民用建筑中被不斷地推廣應用,為國民經濟穩步發展起到了至關重要的作用尤其是改革開放20多年來,我國經濟高速發展,建筑水平不斷提高,興建了大批內部結構復雜功能多樣的高層多用途建筑,使得消防系統的設計不... 隨著社會的發展和國民經濟的不斷增長,城市的用電需求也不斷增大。供電負荷的猛增,使深入城市中心的變電站越來越多。為了節約用地、控制工程造價及與城市環境規劃相協調,許多城市變電站都采用全戶內布置方案,GIS配電設備及主變壓器等所有變配電及控制等電氣設備均設在戶內配電裝置樓內。而戶內變電站也由于地處繁華的商業區或人口密集的居民區,對消防滅火系統的設計要求很高。結合戶內變電站的特點及近年來發生的電氣... 摘要:從城市防災減災需要和科學構筑城市滅火救災體系的角度出發,提出了構筑城市滅火救災力量消防評估體系的概念,探討消防評估城市滅火救災力量,構筑城市滅火救災力量體系的重要性和具體方法。文 /連輝煌關鍵詞:城市:滅火救援;評估體系,據統計,近幾年全國城市化水平保持年均2個百分點增長速度,城市化率已從1993年28%提高到2004年42寫以上,城市經濟對全國GDP貢獻率超過了... |