高层住宅楼外墙保温系统火灾蔓延的数值模拟

为研究施工中高层建筑外墙保温材料火灾蔓延规律及温度场分布情况,利用火灾动力学模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulator),建立了一栋20层钢筋混凝土住宅楼实体的数值分析模型,模型中包括施工脚手架和尼龙安全网,火源点位于第6层的外墙上。分析得到了火灾的发生及蔓延、温度场分布、CO浓度分布规律。研究结果表明,火灾开始时,火焰先沿水平方向发展,然后向上蔓延,并迅速蔓延至整个外表面,即呈表皮着火现象;窗户玻璃爆裂后,室内可燃物被点燃,形成立体燃烧;在建筑凹槽处,产生烟囱效应,燃烧最为剧烈,温度高达1000℃;在整个火灾蔓延过程中,温度出现2个峰值点。研究成果可为高层建筑室外火灾采取防控措施提供参考。     

拉萨和合肥环境下不同厚度保温材料EPS火蔓延特性研究

为了揭示保温材料EPS在不同厚度以及不同压力和氧气浓度等条件下火蔓延特性规律,分别在高原地区的拉萨和平原地区的合肥对其进行了火蔓延实验。实验是在小尺寸火蔓延实验台中进行的。通过分析在水平放置时,不同厚度保温材料在两地火蔓延过程中火蔓延速度、平均池火长度、平均最大火焰高度等特性参数的变化规律,定量地揭示了高原和平原环境对不同厚度保温材料EPS火蔓延特性参数的影响。结果表明,保温材料EPS火蔓延速度、平均池火长度、平均最大火焰高度在拉萨和合肥环境条件下,均随着保温材料厚度的增加而增加。同种厚度EPS在两地火蔓延过程中,火蔓延速度、平均池火长度、平均最大火焰高度在合肥地区都高于拉萨地区的特点。     

窗墙面积比对高层住宅外墙外保温火灾蔓延的影响分析

外墙外保温火灾发生后,窗口不仅成为火焰进入室内的通道,而且提供大量的新鲜空气,可能导致室内发生轰燃。为了研究住宅窗墙面积比(以下简称窗墙比)对火势的蔓延速率和火场温度的影响,采用了美国标准与技术研究所开发的场模拟软件FDS(火灾动力学模拟器),模拟了不同窗墙比情况下的住宅外墙外保温火灾。分析结果表明:随着窗墙比的增大,火灾蔓延速率变快,蔓延范围增大,但峰值温度降低;起火面窗墙比为0.25时,测点峰值温度远大于对照组,起火面窗墙比为0.30时,起火房间有明显的轰燃现象,起火面窗墙比为0.35时,充分对流通风,环境冷空气进入室内,峰值温度较低;非起火面窗墙比变化基本符合上述规律,但当窗墙比过小(0.20)时,火焰难以进入室内,火势较小。     

圆形开口建筑火灾外立面热羽流温度演化研究∗

建筑火灾是火灾科学领域的重要研究方向之一,外立面热羽流温度是评价建筑火灾危险性的重要指标。基于弗洛德相似准则,利用缩尺寸单一开口燃烧腔室模型开展建筑火灾实验,对不同火源功率和开口尺寸下圆形开口建筑火灾外立面热羽流温度分布规律进行探究。研究结果表明：(1)在燃烧状态稳定下,对于确定开口尺寸和火源功率,圆形开口燃烧室内顶棚下方热气体温度基本均匀且保持一致;(2)在圆形开口建筑火灾中,火溢流和顶棚射流火焰的扩展工况下,外立面溢出热羽流温度演化与矩形开口火溢流工况相似;(3)基于热羽流温度实验数据, 分别建立了不同开口尺寸、火源功率下圆形开口建筑火灾顶棚射流火焰扩展和火溢流工况的外立面溢出热羽流竖向温度预测模型。     

川西南森林可燃物分布调研及潜在火行为研究

以川西南地区森林为研究对象,实地调研了凉山州木里县6种植被类型不同层次的可燃物特征和空间分布,运用BehavePlus软件模拟探究不同燃烧条件下潜在火行为。研究结果表明：由于燃料床厚度较低,林下层无灌木和草本的林分可燃物模型无法形成稳定蔓延的地表火,而林下覆盖有灌木层或草本层的林分模型可燃物垂直分布连续性较好,可形成高强度地表火,同时能形成稳定燃烧的遍燃型树冠火。地表火蔓延速度、火线强度、火焰高度、树冠火转化率等潜在火行为均随风速和坡度增加而增加,且增长幅度与燃料床厚度和高度相关,树冠火蔓延速度随风速增加大体呈指数型增长。     

隧道纵向通风对火灾规模和火灾蔓延的影响

隧道纵向通风一方面会给火源提供大量氧气,扩大火灾规模,增加火灾蔓延的可能性;另一方面又可以带走大量热量,减小火灾蔓延的可能性。目前,这两方面影响的相对重要性还没有被很好地研究。本文对纵向通风对隧道火灾蔓延的影响进行了研究,首先分析了纵向通风对隧道火灾规模的影响,然后利用火灾动力学模拟程序FDS,对不同通风速率及相应火灾规模条件下隧道内车辆间的火灾蔓延进行了数值模拟,得出了不同通风速率条件下火灾蔓延的规律,并提出了控制隧道火灾蔓延的措施。结果表明,增加通风速率能较大地增加货车火灾的热释放速率,当通风速率小于2 m/s时,火灾蔓延的距离随通风速率的增加而增大,当通风速率大于2 m/s时,火灾蔓延的距离受通风速率的影响很小;对于客车火灾,通风对火灾的热释放速率影响较小,并且火灾蔓延的距离随通风速率的增大而减小。     

一种基于CA的林火蔓延模型的设计与实现——以内蒙古地区为例

森林火灾是一种严重危害人类社会的灾害,它的发生和蔓延将给社会带来不可估量的经济损失和生态环境的严重恶化.若能将森林火灾控制在初发阶段并预测其发展蔓延趋势,将有效的控制森林火灾的进一步蔓延.利用元胞自动机(CA)模拟复杂现象的特点,根据林火燃烧过程中影响因素是否可变,将影响林火燃烧因素分为两大类,设计并实现了适合内蒙古地区林火蔓延模型.     

森林火灾气象环境要素和重大林火研究

利用1970～1994年25年间的森林火灾资料,分析研究了湖北省神农架林区森林火灾的火源,火环境条件,林火发生、发展、蔓延和熄灭过程的天气气候特征及重大林火燃烧期的某些要素特征,对指导森林防火灭火具有现实意义.     

外墙保温系统防火试验研究的温度场分析

对多种墙体保温材料、多种不同构造组成的保温系统进行了多项室内外防火性能试验。两面墙体外保温系统分别为胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板和聚苯板薄抹灰系统。以保温系统的外饰面(涂料饰面和面砖饰面)为例,阐述了保温系统的防火试验方法。通过对试验测试数据的处理,得出了保温系统温度和温度场的变化规律。揭示了保温系统在火灾试验的过程中,两种墙体的保温系统在火灾作用下的燃烧速度和火势蔓延的范围。将温度及温度场变化规律和燃烧后保温系统的破损情况进行比较,得出本构造材料可提高保温系统的防火性能的结论。     

铝合金空间结构抗火性能研究进展

铝合金材料在高温下的力学性能较差,考虑到铝合金结构常用于重要大型空间结构,其抗火性能与人员生命财产安全密切相关,对国内外近年来关于铝合金空间结构抗火性能的研究进行了系统综述与分析。首先,总结了有关铝合金结构高温性能的研究,包括材料的高温性能、构件和节点的高温性能和空间结构的整体抗火性能等。随后,指出了大空间火灾与一般室内火灾的不同,并对比了各种大空间火灾温度场确定方法的优缺点;总结了有关钢结构构件在火灾下温升的确定方法,并强调了火焰辐射在大空间火灾下的重要影响;阐述了有关大空间结构整体抗火性能的研究;介绍了性能化抗火设计思想及其优越性。最后,总结了有待解决的关键问题和需进一步开展的工作。     

火源和壁面材料对轰燃影响的数值模拟

轰燃是建筑火灾中一类特殊的火灾现象，其引起的危害是巨大的。有很多因素会影响轰燃的产生，在这些因素中，火源类型大小及壁面参数等对轰燃发生时的热烟气温度和热释放速率有重要的影响．本文利用区域模拟方法计算了这些因素的影响情况．计算结果表明，火源对火灾的蔓延影响十分显著；墙壁材料可燃的难易程度会大大改变轰燃发生的时间．     

城市地震次生火灾研究综述

地震次生火灾是最易发生、破坏性最大的地震次生灾害。详细分析了地震次生火灾起火、蔓延与震后消防扑救的特性，并据此提出了地震次生火灾研究的3个关键主题：震后起火、火灾蔓延和震后消防扑救。针对这3个主题，对国内外的相关研究进行了完整的介绍和深入的评论。通过评论，为进一步研究提出了地震次生火灾研究中的不足、难点、重点和思路。     

某钢结构物流中心火灾案例及结构抗火分析

2011年3月,某钢结构物流中心发生火灾,过火面积约7000m2,损失惨重。通过对该例火灾的起因、火势蔓延、结构倒塌进行分析,探讨钢结构建筑防火设计和结构抗火措施。研究结果表明:①钢结构因本身抗火性能差,易垮塌,不利于火灾扑救;②在火灾中钢结构易整体破坏,造成重大损失;③由于未采取防火分隔,扩大了火灾蔓延途径和过火面积,加剧了火灾损失,也加大了火灾扑救难度。为了减轻火灾损失,应当:①合理设置防火分隔;②提高或保证钢柱、钢梁的耐火极限,以提升结构抗火能力;③加强对钢构件和结点的防火保护;④保证自动喷水灭火系统的正常运行,有效实施初期灭火。     

中国森林火灾与对策

本文剖析了我国森林火灾与损失概况和我国森林火灾分布及其特点。根据森林燃烧环理论,提出了符合我国国情的综合森林防火对策,即从森林生态系统角度出发,以林火性状为依据,进行火险区划,以工程防火为中心,群众防火为主,营林、生物防火为基础,有条件地用火防火的对策,有效地控制森林火灾,使火灾发生控制在允许范围内,其损失限制在一定经济水平以下,充分发挥火生态的效益,维护生态平衡,保证林区社会安定和林区经济的不断繁荣与发展。     

黑龙江省森林火灾年际变化的小波分析

小波分析是一种新的时一频分析工具，广泛适用于非线性科学领域。选用Daubechies小波系对黑龙江省森林火灾的特征进行了分解和重构，结果表明，黑龙江省1953—2002年受害森林面积有近15～20a的周期波动性，森林火灾次数则有近30a的周期波动性。未来几年内，该省森林火灾受害面积和火灾次数会在较低的水平上波动，但森林火灾可能要比2000年严重。     

表面设置防火涂料高强混凝土柱的耐火极限

前期试验表明,表面设置厚度20 mm的某非膨胀型防火涂料可较好地抑制高强混凝土的高温爆裂.本文通过试验反算给出了该涂料对应不同温度区间的平均导温系数；随后,利用结构抗火分析软件SAFIR对表面设置该涂料的高强混凝土柱的耐火极限进行了计算分析,考察了截面尺寸、轴压比、荷载偏心率及配筋率等因素的影响,在此基础上提出了相应的...     

建筑围护结构节能与防火体系构建

从围护结构节能与防火一体化思路出发,提倡钢筋混凝土结构保温一体化建筑体系和砌体结构保温一体化建筑体系;尤其主张在我国建筑工业化全面升级的基础上大力开发与推广保温型混凝土预制装配化技术,统一建筑模数,实现标准化与多样化;针对预制装配化保温型混凝土在梁、构造柱等容易出现的冷、热桥问题的部位,创新式提出以相变储能材料与建筑结构相融合来提高建这些部位的热工性能,减少温度梯度;从系统上做到保温与建筑同寿命、免维护、工序少,工期短、耐火等,从而真正实现低碳,构建建筑围护结构节能防火一体化建筑体系。     

城市交通隧道内火灾环境发展规律的数值模拟研究

为缓解城市地面交通压力,城市交通隧道在许多大城市中已经得到越来越多的应用。由于城市交通隧道具有特殊的交通特性、地理位置及建筑结构,其火灾安全问题受到了极大的关注。研究其内部的火灾环境,对于设置相应的防火安全设施来保证内部人员和隧道结构本身的安全至关重要。本文采用数值模拟的手段,对自然通风工况下,有坡度和无坡度隧道在火灾环境下的温度分布特性进行了研究。研究结果表明,2种隧道内的温度分布特性有很大差异;对于由烟囱效应导致的有坡度情况下的温度分布特殊性,在制定相应的防排烟措施时应充分考虑。研究结果对于隧道的结构防火设计、防排烟系统设计及火灾时的人员疏散方案制定有一定的参考价值。     

高层建筑火灾最佳疏散路线的确定

高层建筑发生火灾后，在现场情况比较复杂的情况下，尽快地选择一条既安全、疏散时间又短的疏散路线，是室内人员快速、安全撤离火场的重要保障。在应用高层建筑火灾全风网网络模拟软件HRBFS模拟火灾时建筑物内烟流体积分数的基础上，结合当时人员的分布情况，提出了最佳疏散路线的算法。