高架仓库内喷头热响应性能研究

基于喷头热响应性理论的研究成果,主要研究了在给定响应时间指数和喷头动作温度的务件下,高架仓库所用快速响应早期抑制喷头(ESFR)的热响应性能,并结合案例,对高架仓库内喷头热响应性能的主要影响因素进行了定量分析,得出喷头热响应性能与环境温度和火源功率之间的关系。研究结果可为高架仓库自动喷水灭火系统的设计和评估提供一定的参考。     

基于PyroSim的仓储锂离子电池火灾数值模拟研究

采用PyroSim软件模拟仓储锂离子电池热失控引起的火灾场景,分析了火灾点火源周围的温度变化、热释放速率、能见度变化和CO体积分数变化情况,并设置喷淋系统对其进行灭火效果的数值模拟研究。结果表明：仓储锂离子电池发生火灾后,在35 s时烟气蔓延至整个仓库,火场的最高温度可达1625℃,热释放速率最高可达81 607 k W/s,CO体积分数最大可达1.799Χ10-3。设置喷淋装置灭火后,锂离子电池燃烧所产生的烟气明显减少,点火源周围的温度也得到了控制,热释放速率最高为6.5 kW/s,达到灭火和防止火灾蔓延的目的,有效地抑制锂离子电池储存仓库火灾的发生。     

非稳态火源热释放速率等效合成模型研究

火源热释放速率的设定直接关系到火灾数值模拟与仿真的准确性.为研究多火源作用下的火灾热释放速率,通过对非稳态火源引起火灾的火势蔓延情况进行迭代分析,结合热辐射点燃机理,对单一火源引发其他可燃物共同燃烧的火灾建立了热释放速率等效合成模型,并通过对某型飞机客舱ULD内货物进行实例分析来加以验证.结果表明,等效合成模型的最大热释放速率受初始火源位置、可燃物的燃烧特性及其摆放位置的共同影响.     

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。     

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.     

低压细水雾控制高架仓库实体火灾的实验研究

高架仓库的建筑和储存特点导致其火灾危险性远大于普通仓库,因此高架仓库的消防系统设计研究日益受到重视。目前,高架仓库主要采用的是ESFR自动灭火系统,细水雾灭火系统的应用还较少。通过低压细水雾灭高架仓库实体火灾的实验,记录喷头工作压力、实验点火时间、开始喷水时间、灭火时间及燃烧物的损失量,分析温度、热辐射强度以及喷头流量数据。结果表明:在限定的仓库高度以及货架高度条件下,低压细水雾灭火系统能够有效保护高架仓库,且较其它水喷淋灭火系统用水量少,造成货物的水渍损失小。     

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。     

细水雾对油池火热释放速率影响规律的实验研究

热释放速率是描述火灾现象的重要参数,可以表征火灾发展的强烈程度。利用大尺寸的热释放速率实验测量平台开展细水雾对不同种类油池火灭火效率的实验研究,同时分析细水雾对燃烧产物一氧化碳含量的影响。结果表明,热释放速率曲线能直接反映出细水雾对火源的作用,细水雾作用下三种燃料的热释放速率均被有效抑制,且细水雾的流量越大,对油池火的灭火效果越好。燃烧产物一氧化碳在施加细水雾时出现陡增,表明细水雾隔绝氧气,造成不完全燃烧或者燃烧熄灭。     

可燃物必需洒水密度测试系统的研制及应用

为确定扑救典型场所火灾所需要的洒水密度,完善自动喷水灭火系统、优化设计及灭火效能评价的方法,搭建可燃物必需洒水密度(RDD)测试系统。系统采用整体化可拆卸结构,由布水系统、机架和控制系统组成。利用RDD测试系统,以非发泡塑料制品生产车间为研究对象,选取中危险II级工业建筑火灾试验模型最小单元,开展RDD试验研究,观察洒水密度对火灾热释放速率(HRR)的影响。结果表明,在规定的试验条件下,中危险II级工业建筑火灾试验模型的RDD值约为10.0 mm/min。     

自动喷水灭火系统改进型集热板集热效应有效性分析

《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001,2005年版)规定,喷头溅水盘与天花板或楼板的距离不可超过30cm,当喷头上方如有孔洞、缝隙,应在喷头上方设置集热板,其平面面积不宜小于0.12m2,周围弯边的下沿,宜与喷头的溅水盘平齐,用以积蓄热气流。本研究利用FDS模拟与实验的方式,分析集热板位于火源上方时集热效应。在有效控制每一次火源燃烧均相同的情况下,集热板的设置明显会造成热对流传导系数(h)与气流流速(v)的差异。如在建筑中设置不适当的集热板,会阻碍高温气流的流动,导致延迟喷头喷水的动作时间。在建筑中装设改良后的即热加强型集热板,可以快速加热感热元件。研究结果显示,玻璃酒精型的热敏元件可以提早1/4至1/3的破裂时间。     

高架仓库火灾烟气运动和控制数值模拟研究

根据哈尔滨某纺织品仓库的实际尺寸建立几何模型,应用大涡模拟(LES)方法对机械排烟模式下仓库火灾的热释放速率、温度流场、能见度变化情况进行数值模拟,得出了火灾的发生发展、火场温度分布、烟气流动状况及其组分浓度等参数随时间的动态变化规律。模拟结果表明,机械排烟可以将烟气控制在8m以上的空间内,有效地抑制烟气向仓库下部扩散,使仓库内的温度和能见度不影响人员安全疏散。研究成果可以为合理地设计大型高架仓库的防排烟措施提供参考。     

双火源对隧道火灾临界风速影响的数值研究

为研究双火源隧道火灾所需临界风速的变化规律,利用火灾动力学软件FDS模拟了三种双火源隧道火灾,即两等火源功率的火灾、上风流火源功率较大火灾、上风流火源功率较小火灾。根据各火灾情景下所得临界风速u_(cr),分析两火源距离d、火源功率、上下风流位置关系对临界风速u_(cr)的影响规律。结果表明:随着两火源距离d的增加,所需临界风速u_(cr)逐渐减小,当两者达到临界距离d_x时,临界风速u_(cr)为稳定值,该值由两火源上下风流位置关系和总火源功率共同决定;同种双火源火灾随着总火源功率增大,所需的临界风速u_(cr)增大;随着两火源间距离d增大,各双火源火灾所需临界风速u_(cr)的减小幅度不同;两火源距离d为零时,所需临界风速u_(cr)略大于同火源功率的单火源火灾所需的临界风速。     

建筑装饰板材的ISO ROOM大型热释放速率测试与研究

本文介绍ISO ROOM火灾实验方法及其对建筑装饰板材的热释放速率(HRR，Heat Release Rate)测试与研究，同时还研究了热释放速率与室内燃烧过程中其它动力学相关参数的关系。研究结果表明，三合板(PLY)、中密度纤维板(MDFB)和三聚氰胺面板(MFCB)都有具很高的热释放速率，且特征相似；而阻燃压合板(FRCB)和石膏板(GYP)的热释放速率很低，不过阻燃压合板(FRCB)在室内高温长时间作用下能发生轰燃。研究结果还表明，建筑装饰材料的ISO ROOM实验的热释放速率对室内热层温度、地面热流强度和出口气体流速有显著的影响。     

不同火源功率及火源—出口距离对隧道火灾临界风速的影响研究

由于隧道特殊的建筑结构,其发生火灾时的危害性,相比于其他类型的火灾要严重的多。在隧道的消防设计中,运用纵向风排烟是隧道火灾一项重要的消防措施,如何利用纵向风的特性来有效地引导隧道火灾烟气的运动需要进行系统的研究。运用FDS数值模拟的方法进行研究。结果显示,临界风速随着火源功率的增大而增大;并且随着火源与隧道出口距离的增大呈现出线性增长的趋势。对于6.0cm和9.0cm的火灾,临界风速与火源-出口距离关系式分别为 y=0.4+0.14x, y=0.5+0.11x。因此在消防实际应用中,应当充分考虑不同火源功率和火源在隧道中的相对位置对火灾烟气运动的影响,调节不同的排烟风速进行有效、合理的隧道排烟。     

城市公路隧道火灾近火源区长度的研究

为对近火源区长度进行研究,以城市公路隧道为研究对象,采用理论分析与数值模型相结合的方法,探究了大火源功率、有效顶棚高度和火源横向位置对近火源区长度的影响,对36个工况的数值模拟和温度场变化规律的研究与分析。结果表明:火焰未撞击顶棚时,火源功率对近火源区长度几乎没有影响;当火焰持续撞击顶棚并形成水平扩展火焰时,近火源区长度受火源功率和有效顶棚高度影响较大,其无量纲形式与无量纲火源功率的2/3次方呈线性关系;随着火源与侧壁距离的减小,近火源区长度呈自然指数增加趋势;火源贴壁时,近火源区长度是火源位于隧道中部时的1.866倍;提出了近火源区长度预测模型,基本揭示了烟气由过渡阶段转入一维蔓延阶段起始位置的变化规律,能够为定量研究各阶段烟气流动特性提供参考依据。     

自动喷水冷却系统保护下钢化玻璃作为防火分隔物可行性试验研究

针对目前大型综合性商业建筑拟采用钢化玻璃作为防火分隔物的使用需求,通过建立实体试验模型研究在自动喷水冷却系统保护下钢化玻璃作为防火分隔物有效性,并进而提出可行的自动喷水冷却系统保护方案。研究结果表明：快速响应型洒水喷头在高温烟气作用下可及时启动并对玻璃进行冷却保护,使钢化玻璃完整性未受到破坏,且玻璃背火面温度和热辐射强...     

竹地板与普通实木地板燃烧性能的锥形量热仪对比实验研究

随着竹地板的广泛应用,竹木地板的火灾燃烧性能也将引起人们的关注.本文采用锥形量热仪对竹木地板的引燃时间、热释放速率、总热释放和一氧化碳的产率及体积比浓度等燃烧性能与普通实木地板进行了比较研究.研究结果表明:在相同条件下,竹木地板试样的引燃时间较短,临界引燃辐射热通量较低,引燃危险相对较大;竹木地板试样燃烧中第一个热释放速率峰值出现的时间短,且峰值相对较大,其潜在的轰燃危险相对较大;此外,竹木试样的一氧化碳的产率和燃烧初期在烟气中的体积比浓度相对较大.     

起居室典型材料的火灾温度场实验研究

就建筑火灾发生频率较高的起居室为研究对象,主要对该类住宅中的一些常见和使用广泛的典型家具及装修材料,纸张（报纸）、多层胶合板以及软垫分别进行了火灾燃烧实验,对火场中重要参数温度场进行了测试与分析。对由典型装修材料组成的单室,既起居室火灾进行了全尺寸火灾实验,目的是掌握起居室内火灾的发生发展、燃烧过程和火灾蔓延特点。研究表明,住宅火灾中聚合材料、人工填充泡沫等人造材料的热释放速率最大,最高可达305kW,是火灾前期起居室升温的主要热源;全尺寸火灾实验过程中火焰蔓延较快,扩展幅度较大,蔓延过程中多股火焰交叉处温度可达250％左右,容易造成火势火场传播,同时释放出大量深色烟气,火场能见度极低。全尺寸起居室实验表明,短短3min27s内火场温度达到850℃。