格栅类通透性吊顶对自动喷水灭火系统水量分布影响的实验研究

本文通过实验研究了自动喷水灭火系统在安装格栅类通透性吊顶后的水量分布特性。研究结果表明：格栅会严重改变自动洒水喷头的水量分布，其影响与喷头的安装高度和工作压力有关。当压力增加时，无格栅区域的水量增加明显大于有格栅的区域的水量增加。增大水压时，格栅对水量的分布的影响会减弱，当压力足够大时，能够接近无格栅时的灭火效率，可以保证自动喷水灭火系统在安装格栅吊顶后的灭火有效性。本文研究成果对实际工程应用具有指导意义。     

热敏性能对洒水喷头控火效能影响的试验研究

为研究热敏性能对洒水喷头的动作性能、控火效能以及对建筑空间的保护性能的影响,在安装高度分别为3 m和8 m的情况下,采用快速响应喷头和特殊响应喷头进行4次足尺实体火试验。喷头公称动作温度均为68℃,响应时间指数(RTI)分别为35(m.s)1/2和65(m.s)1/2。试验结果表明,各种试验条件下,洒水喷头均能及时动作,且喷头动作后均能提供足够的消防保护,并有效将火势控制在限定区域内。采用快速响应喷头较特殊响应喷头约提前20%动作,且火场环境最高温度、顶板结构最高温度、热释放速率和货物烧损率均较特殊响应喷头低。安装高度越高,热敏性能对洒水喷头控火效能的影响越明显。     

不同类型喷头灭火有效性研究

通过实验研究了不同类型喷头对灭木垛火的影响。实验采用了ZSTX和ZSTP两种类型喷头,在不同的水压力下灭木垛火,通过实验现场观测和测得的烟气温度,烟气组分变化来分析对比灭火的效果和对烟气的影响。通过对比分析实验数据,可知ZSTX喷头在0.2MPa的水压力下可以实现灭火,ZSTP喷头在0.4MPa才可以实现灭火。喷淋实现灭火时产生的CO比只能实现控火产生的CO少。     

自动喷水灭火系统喷水强度概率分布特性及其控火性能研究

喷水强度是体现自动喷水灭火系统控火能力的重要参数,具有不均匀性和不确定性.传统的喷水强度设计主要考虑喷头的流量和保护面积,没有考虑其分布特性,对系统控火性能的影响.因此本文将喷水强度分布特性引入自动喷水灭火系统的控火性能研究.以公称口径为15 mm的传统下垂型玻璃球洒水喷头的喷水强度分布实验为基础,建立了包含径向距离和喷头工作压力等参数的喷水强度分布模型,采用蒙特卡罗方法获得了喷水强度的概率分布特性.参照不同危险等级场控火所需的喷水强度参数和不同喷头开启个数下的有效控火百分比,分析了喷水强度概率分布特性对控火性能的影响.研究结果表明,喷水强度概率分布特性对控火性能有重要影响,随径向距离的增加,喷水强度出现较小值的概率增大,控火性能下降,在某些危险较大的场所不能达到控火作用.对于同一危险等级场所,控火性能随着喷头安装间距减小而增强.研究方法可为合理评估喷头适用范围、优化喷头布置提供参考.     

直立型ESFR喷头货架实体火试验研究

为研究直立型ESFR喷头对高架仓库的保护性能以及配水支管对灭火性能的影响,将K202直立型ESFR喷头安装在DN50的配水支管上,在10.5 m净空高度下分别开展5层和6层货架的实体火试验,测量喷头开启时间、开启数量、吊顶下温度、点火位置正上方钢梁温度及货品烧损量等试验参数。结果表明:不超过3只的ESFR喷头会在火灾初期迅速启动,喷头启动后,火势得到快速抑制,整个试验过程中火均未蔓延至邻排货架。K202直立型ESFR喷头能有效保护储物为箱装不发泡塑料的高架仓库,外径不超过60 mm的配水支管或类似的障碍物对直立型ESFR喷头灭火性能无明显影响。     

喷淋与机械排烟作用下小室火灾特性的实验研究

采用全尺寸实验对水喷淋和机械排烟作用下的小室火灾特性展开了研究,揭示了小室内烟气温度、CO浓度的变化规律.结果表明,对于一定规模的火灾,存在水喷淋压力和风机风量的临界组合,来对水喷淋和机械排烟共同作用时的控火和灭火两种效果进行转换.水喷淋的作用可以有效降低小室内烟气温度,抑制轰燃发生,但是也会产生大量的烟水混合气.灭火时,小室内的烟气温度是持续下降;而控火时,小室内的烟气温度会平稳一段时间,再慢慢下降.CO浓度在水喷淋作用后会急剧增加,控火时存在两个峰值,灭火时只有一个峰值.水喷淋的压力是其中关键的参数,而风机风量只是一个次要的参数,两种系统的作用效果相反.控火时,CO生成量随着水喷淋压力的增加而增加,随着风机风量的增加而降低.这些都为大空间内小室水喷淋系统和机械排烟系统的设计提供了基础的实验依据.     

地铁运营工况点型探测器探测性能试验研究

为了解地铁运营期点型探测器受活塞风的影响及其适应性和设置方式,采用碎纸、棉绳和聚氨酯塑料试验火,在地铁站台进行初期火灾探测实体试验。对2种类型点型探测器在模拟运营工况与夜间停运工况的适应性进行对比分析,同时,针对设置镂空格栅吊顶地铁车站,研究点型探测器在吊顶上下不同安装位置时的响应性能。试验结果表明:列车运行产生的活塞风扰乱烟气的上升和扩散运动,对阴燃火源烟气影响显著,有烟明火烟气能较快地通过格栅空隙到达中板;在地铁运营工况条件,烟温复合探测器响应性能表现不理想,不同空间安装的点型感烟探测器报警时间与报警数量均较停运工况发生变化。设置镂空格栅吊顶车站站台层公共区运营期使用点型感烟探测器进行保护时,应当贴中板和贴格栅吊顶双层安装。     

不同地铁车站吊顶形式对火灾烟气扩散的影响

针对实吊顶以及镂空率格栅吊顶装修形式的典型地铁车站站厅,采用大涡模拟的方法计算出不同镂空率吊顶在不同火源功率下的烟气层高度,分析评估镂空吊顶对烟气层沉降和温度分布。研究结果表明,火灾发生360 s内,格栅吊顶的蓄烟作用有助于将烟气层维持在安全高度,且随着镂空率增加维持烟气层在安全高度的效果越明显。但是镂空吊顶上方由于烟气温度较高,容易对吊顶内的各类设备产生危害。     

高大空间建筑自动喷水灭火技术试验研究

为研究自动喷水灭火技术对高大空间建筑火灾控火性能的影响,按照高大空间公共建筑和厂房的实际火灾场景,开展自动喷水灭火技术全尺寸火灾试验和数值模拟计算。选定的喷头流量系数为K-161,安装高度为18 m,喷水强度分别为20和25 L/(min·m2)。试验结果显示,在该火灾场景中,第1只喷头在点火后3~4 min动作,喷头开放数为3~4只即能成功控制火势的增长和蔓延,顶板下的最高温度为120℃,距火灾试验模型2.4 m处的最高温度为20℃。数值模拟计算与实体火试验结论基本一致,说明高大空间建筑采用自动喷水灭火系统,能达到很好的控火甚至是灭火效果。     

水喷淋对火灾烟气蔓延的数值模拟分析

通过建立单房间典型学生宿舍模型,采用FDS软件就水喷淋对火灾烟气流动扩散的影响进行了数值模拟研究,研究了无喷水装置、安装下垂型喷头、安装边墙型喷头、同时安装下垂型和边墙型喷头四种情况下火灾烟气的流动规律。重点分析了自动喷水灭火系统对烟气的温度、CO2(二氧化碳)浓度、O2浓度、烟气浓度以及能见度的影响。研究表明:在某些场景中,同时安装下垂型和边墙型喷头能更有效地降低烟气温度,并能在一定程度上控制CO2浓度及O2浓度,为建筑物内合理的安装自动喷水灭火系统提供依据。     

自动消防水炮的喷水强度分布特性及其控火性能研究

喷水强度是决定自动喷水灭火系统性能的重要参数.自动消防水炮在火灾早期可以快速响应,探测火源位置并自动喷水扑灭火灾.但如果由于某些因素不能及时响应,控制火灾的发展就是该系统的主要目标.传统的自动消防水炮研究只考虑射程和流量,没有考虑喷水的强度分布特性.本文将喷水强度引入自动消防水炮的控火性能研究,通过实验研究其在不同射程处的喷水强度分布特性,并参照不同危险等级的场所控制火灾所需的喷水强度参数来推算其有效保护区域和可控制的最大火源功率.研究结果表明:自动消防水炮在有效射程内,不同射程点的喷水强度、有效保护面积有所不同,喷水强度分布具有不均匀性.自动消防水炮应在火灾发展到最大有效保护面积之前自动或手动启动,才能达到有效控制火灾的目的.对于本文研究的某特定类型水炮,在20m至40m的射程范围内,应用于不同火灾危险等级场所,最大有效保护区域面积和可控制的最大火源功率均随射程增加而增加;而在40m至50m的射程范围内,应用于轻危险等级场所,最大有效保护区域面积随射程增加而增加,而其它危险等级场所的最大有效保护区域面积随射程增加而降低.     

水喷淋对热烟气冷却效应的模拟计算

分析了水喷淋液滴与热烟气传热传质的过程.采用场模拟方法对一系列假定的算例进行计算,探讨了水喷淋作用对热烟气的冷却效果.结果表明,水喷淋作用后烟气层的温度大大降低,烟气温度的变化受喷淋模式和喷头工作压力的影响.最后对水喷淋系统的设计给出了一些建议.     

基于全尺寸火灾试验的家用喷头灭火性能研究

为研究家用喷头的灭火性能和喷头动作后对室内环境的影响,分析了住宅设置自动喷水灭火系统的必要性,并以沙发作为点火源,在相同的喷水强度下开展了不同类型家用喷头和标准喷头的灭火性能对比试验。试验结果表明,采用家用喷头和标准喷头均能有效控火,但下垂型喷头的动作时间要早于边墙型喷头。在室内环境条件变化方面,采用家用喷头时较标准喷头在CO浓度方面减少较为明显,约减少59%;在O2浓度变化方面较采用标准喷头提高了0.6%,采用家用喷头较标准喷头能为人员疏散提供更好的环境。     

闭式细水雾喷头参数对启动时间及控温效果影响研究

为研究闭式细水雾喷头的公称动作温度、流量系数2个参数对喷头的启动时间及控温效果的影响,选取9种2参数不同的闭式细水雾喷头进行房间火试验,并记录下喷头启动时间与引燃物正上方烟气温度,分析不同的参数对喷头启动时间及控温效果的影响。试验结果表明:闭式细水雾喷头的公称动作温度与流量系数均对房间的控温效果有影响;闭式细水雾喷头的公称动作温度与喷头启动时间有明显关联性,流量系数对启动时间无明显影响。选择公称动作温度、流量系数合理的喷头对控温灭火和防止火灾蔓延有重要意义。     

水添加剂作用下自动喷水灭火技术对高空间厂房火灾控火性能的影响

为研究带添加剂（浓度1%）自动喷水灭火技术对高空间厂房火灾控灭火性能的影响,采用标准燃烧物组合替代实际场所中的可燃物品,按照高空间厂房的实际火灾场景,在喷头安装高度为18m的情况下开展了高空间厂房火灾的实体灭火试验。试验结果显示,自动喷水灭火系统在高净空场所下能及时动作,在添加灭火剂后,提高了水到达可燃物表面后的粘附能力,喷头开放数量少,能够明显控制火势的增长和蔓延。系统设计喷水强度和作用面积符合该场所的设计水平。     

喷头间距对城市隧道细水雾灭火的影响研究

为合理设置城市交通隧道细水雾自动灭火系统喷头间距，在实体隧道中进行了4种不同喷头间距的细水雾灭火实验，利用FDS软件模拟了8种喷头间距下细水雾对火灾温度、烟气密度的影响情况。研究结果表明:实验数据与模拟数据基本吻合；细水雾对隧道火灾抑制效果明显；喷头间距对火灾影响规律可划分为2个区域，对于Ⅰ区（间距<2.5 m），单位体积细水雾质量是影响细水雾灭火的最主要因素，对于Ⅱ区（间距≥2.5 m），细水雾灭火效果受单位体积细水雾质量、动量综合影响，并分别给出了温度、烟气密度与喷头间距的函数关系式；就宽6 m、高5 m的城市隧道而言，细水雾喷头间距宜设置为2.5 m。     

水喷淋对仓库火蔓延及烟气输运影响的数值模拟

以某仓库作为工程背景，采用多维数值模拟研究水喷淋对火灾火蔓延及烟气输运的作用和影响。分别对该仓库在无水喷淋、水喷淋及时启动以及水喷淋延时动作的三种情况进行了较为详细的计算。模拟结果表明，无水喷雾时，该仓库的火蔓延速度逐步加快，热烟气层从顶棚附近逐步下降到地面附近；水喷雾及时启动时，火蔓延被有效抑制，热烟气层仅停留在顶棚附近；水喷淋延时动作时，火已经蔓延到较大区域，货物处于高温区，热烟气层下降到地面附近，虽然火被水喷淋系统扑灭，但货物已受到高温和烟气的危害。模拟结果为同类型仓库设计水喷淋系统的必要性提供了科学依据，同时也论证了确保水喷淋系统完整好用的重要性。