建筑外墙保温系统的防火安全隐患解析

今年连续发生的北京央视火灾、南京中环国际广场火灾，让挤塑板等建筑外墙保温材料成为人们关注的焦点。从材料燃烧的角度看，目前用于建筑保温系统的保温材料主要包括三大类。无机类保温材料：岩棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠保温浆料等，属不燃性材料，自身不存在防火安全问题。但其它性能不能完全满足外保温的要求，目前尚不具备广泛应用的技术条件；有机无机复合保温材料：以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主，属难燃材料．且不具有火焰传播性，自身不存在防火安全问题；有机高分子保温材料：以聚苯乙烯泡沫塑料和聚氯醋硬泡为主，属可燃材料，具有引发火灾的危险性。     

基于数值模拟的外墙保温体系防火问题研究

针对国内现有的外墙外保温系统的防火性较差的现状,通过分析上海公寓楼外墙保温层的火灾,得到外墙外保温防火的三种重要因素（粘结或固定方式、防火隔离带的构造、防火保护面层）。鉴于现在流行的保温材料为膨胀聚苯板（EPS）,因而选用EPS作为模拟材料,利用数值模拟计算得出以下结论：认为火灾时有空腔的保温层比无空腔的保温层更危险;设置防火隔离带能有效得阻隔火灾的蔓延,较宽的隔离带效果更好。除此之外,外保温层防火设计中还应考虑以下三方面的问题,即遴选适当的保温材料、建议保温层也使用类似于防火分区的防火措施和保证保温效果的同时增加防火隔离带的宽度。研究结论和建议对于解决外墙保温体系防火问题具有重要的参考价值和现实意义。     

城市地下交通联系隧道火灾人员安全疏散研究

城市地下交通联系隧道是一种新型城市地下公共交通系统,交通流量大、火灾危险性高、人员安全疏散相对困难,目前国内外尚无此类专业防火设计规范。以四川大源商业核心区地下交通联系隧道为研究对象,提出隧道主出入口、下沉庭院、防烟楼梯间及分车道、防火隔间相结合的人员安全疏散方式,出口共计61处;在此基础上运用Building Exodus数值模拟并予以对比分析,最终定量确定了火灾情况下人员安全疏散路径,进而为国内外相关工程的人员疏散设计及运营提供理论依据,并为UTLT相关防火规范的制定提供理论基础及建设性意见。     

城市消防研究与管理方法对森林防火的借鉴作用

总结了中国森林防火研究与管理现状,分析了森林防火与城市消防在研究与管理方面的差距,提出了城市消防研究与管理方法对森林防火6个方面的借鉴作用：（1）建筑防火分区方法和技术对森林防火分区及隔离带建设技术的借鉴作用;（2）耐火等级思想对降低森林燃烧性的借鉴作用;（3）建筑性能化防火设计方法对森林防火设计的借鉴作用;（4）标准体系建设的借鉴作用;（5）建筑避难层（间）对林区消防安全设施建设的借鉴作用;（6）城市火灾危险源辨识方法对森林火灾危险源辨识方法的借鉴作用。     

某大空间会堂防火设计难点及策略探讨

为确保某大空间会堂的防火安全,本文基于其使用功能需求和建筑设计特点,提出防火设计难点,从防火分隔、安全疏散、可燃物控制及消防设施等方面提出防火设计策略,运用火灾动力学和消防安全工程原理,提出消防安全目标,设定典型火灾场景,通过计算机烟气扩散和人员疏散模拟进行分析验证.结果表明:防火设计策略能够满足人员疏散的安全目标.     

电缆隧道火灾有效灭火技术试验研究

针对工业企业的电缆隧道的灭火技术进行试验研究,探讨电缆隧道火灾的有效灭火安全措施并对不同灭火措施的灭火效果进行分析。利用火灾动力学模拟程序软件对电缆隧道火灾进行模拟,研究火灾中喷淋系统启用前后各时间点测点温度以及各时段内的降温速率,并与试验结果作对比分析,论证了灭火实验结果有效性,确定了电缆隧道火灾中无机隔板和防火门的安全防火时效,以及4种常用灭火剂在各时段的灭火效果。     

人员密集公共建筑的主动防火设计

主动防火设计（Active Measurements）是在建筑设计过程中，最大限度地破坏火灾的构成条件，设法防止火灾事故的发生，尽可能做到不失火。采用主动防火设计为重点进行防火，可以减少火灾发生的起数，降低火灾的发生率。特别是对于现代大型的公共建筑，在被动防火设计不能有效防止火灾蔓延的情况下，加强主动防火设计，把火灾的发生率降到最低就显得十分重要。主动防火设计包括火灾探测报警系统、自动灭火系统、防排烟系统以及不燃与难燃化的装修材料等。     

某城市地下车库联络通道的消防安全研究

城市地下车库联络通道作为一种新型的地下交通联络通道,可净化地面交通,提高土地利用率,解决城市交通拥堵问题。然而这种通道兼有地下车库和城市交通隧道的特点,结构复杂,一旦发生火灾,损失较大。其防火设计的难点在于如何定性并选择合适的规范条文,因此有必要系统研究其消防安全问题并提出有效解决方案。以某城市地下车库联络通道为例,研究该通道的火灾危险性,提出防火分隔、探测报警、排烟以及人员安全疏散等消防设计方案和管理对策,并通过数值模拟方法验证了该方案的有效性和可行性。     

地铁车辆段运用库防火设计的探讨

为确保地铁车辆运用库防火安全,本文根据地铁车辆段运用库的工艺需要和建筑几何特征,提出防火设计难点,从消防车道、防火分隔、安全疏散以及消防设施等方面提出防火设计方案,利用消防安全工程学原理,设定典型火灾场景,通过数值模拟计算进行验证分析.结果表明:防火设计方案能够满足有效控制烟气蔓延和人员安全疏散的设计目标.     

某体育场馆性能化防火设计火灾模拟研究

文章根据某综合体育馆建筑特点以及其火灾危险性确定了防火安全目的,针对其自动灭火系统以及钢结构防火涂料保护等问题,采用了性能化防火设计的方法分析并模拟了火灾状况,依据火灾模拟的结果,分析火灾温度场和烟气层分布规律,从而提出了有针对性的解决方法,为体育馆消防安全系统的设计提出建议。该项目的研究方法及成果可为其它类似的设计提供借鉴。     

防火型家用救生舱舱体热环境与结构优化研究

为优化防火型家用救生舱舱体隔热设计,提出了适用于火灾工况的多重绝热结构设计方法,采用数值模拟和实验的方法研究了防火型家用救生舱舱体的温度分布,分析了12种不同围护结构形式下舱体的绝热保温性能,获得多重绝热结构的最优厚度及绝热材料的最优配比。研究成果可为防火型家用救生舱的隔热设计提供一定的理论支撑和工程设计参考。     

港珠澳大桥沉管隧道接头耐火性能试验研究

为研究港珠澳大桥沉管隧道管节接头的耐火性能,在1∶5缩尺寸模型内进行了4次单孔接头整体在不同特性防火板保护下的火灾试验。试验主要量测了火灾全过程中防火板背火面、混凝土、钢筋、防火隔断、止水带等位置温度随时间的变化情况。结果表明:1)1 200℃火灾持续2 h,接头在25 mm～30 mm厚单层防火板保护下,混凝土外表面温度不超过380℃、止水带温度不超过70℃;2)防火板背火面温度场主要受炉内温度分布的影响;3)火灾下防火板受火面裂纹的产生与板材支承条件相关,裂纹的形态与板材性质相关;4)考虑板材厚度影响,港珠澳大桥沉管隧道所使用的防火板综合耐火性能最优。     

火源位置对L型管廊电缆火灾影响规律的数值模拟研究

选取某城市L型综合管廊电缆舱为研究对象,采用FDS数值模拟软件研究了不同火源位置对L型管廊电缆火灾温度纵向衰减规律、烟气浓度分布规律及烟气危害性的影响。研究结果表明,L型廊道构型影响了不同火源位置的管廊电缆火灾最高温度纵向衰减的连续性,基于热边界层理论提出了适用于L型管廊的二维平面最高温度纵向衰减模型。基于峰宽时间计算了L型管廊火灾的烟气总危害性参数,不同火源位置的烟气危害性总在靠近管廊节点位置处最低。这些结果可对综合管廊的消防设计与火灾防控提供参考。     

窗口火作用下建筑幕墙外保温系统防火性能的试验

建筑幕墙外保温系统火灾事故发生频率高,火灾危险性大,其防火安全性能已成为社会关注的焦点。采用大尺度实体火试验方法,选取具有代表性的金属幕墙保温系统和保温装饰板外保温系统作为试验对象,对防火隔离带和防火封堵位于墙体不同位置的4种工况,开展了一系列窗口火试验。通过采集试验表观现象、火焰蔓延特性、温度分布特性、系统损坏特征等耐火性能试验数据,综合比较分析了不同工况下不同燃烧性能等级的建筑幕墙外保温系统的耐火性能。结果表明,建筑幕墙上下贯通的空腔结构加剧了火蔓延的烟囱效应,存在较大的安全隐患。防火封堵可以阻断空腔中的热对流,防火隔离带可以阻隔材料之间的热传导,二者均可以有效抑制火焰在垂直和水平方向上的蔓延,大幅提高建筑幕墙外保温系统的防火性能。在建筑外墙窗口上方、水平线1及水平线2下方20 mm处分别设置宽度为100 mm的防火封堵和宽度为300 mm的防火隔离带时,系统具有较好的防火性能,综合考虑实际工程的应用性和经济性,可将其设为防火构造设计的基准参数。     

气凝胶消防服隔热层研制的可行性分析

为了减少火焰环境对消防员的伤害,基于消防服隔热层对消防员生命安全保障的重要性,运用对比描述的方法对现有隔热层进行了分析比较,探究了其优缺点和性能,提出了轻质且具有优异隔热性能是隔热层的发展趋势,通过对气凝胶性能的理论分析和服用性能分析,研究了利用气凝胶材料研制消防服的隔热层,结果表明气凝胶在服装领域应用已经比较广泛,在消防服领域中也已有初步应用,但用气凝胶研制消防服隔热层仍存在着一定的挑战。     

Fire tests on defective tank-car thermal protection systems

Many railway tank-cars carrying hazardous materials are thermally protected from fire impingement by thermal insulation and a steel jacket applied to the outside of the tank-car shell. Over time, it is possible that the thermal insulation will sag, rip, degrade, or be crushed under the steel jacket. A thermographic technique to determine whether or not a tank has insulation deficiencies has been developed, but it is necessary to determine which thermal deficiencies do not affect a tank’s survivability in a fire and which thermal deficiencies must be repaired. In order to develop a guideline in assessing thermal defects, a thermal model and experimental data would be beneficial.A series of fire tests were performed on a quarter-section tank-car mock-up to assist in developing a guideline and to provide validation data for a thermal model. Twelve fire tests, with constant, credible, simulated pool fire conditions, were performed on the tank-car mock-up with various insulation deficiencies. An infrared thermal imaging camera was used to measure the tank wall temperature. The thermal images were useful in determining the temperature profiles across the defects at different times and the transient temperature behaviour at different locations.It was seen that the properly installed thermal protection system significantly reduced the heat transfer from the fire to the tank wall. It was also seen that the steel jacket alone (i.e. 100% defect) acted as a radiation shield and provided a significant level of protection. With small defects, it was observed that the surrounding protected material provided a cooling effect by thermal conduction. A square defect greater than about 40 cm on each side should be considered significant, because unlike smaller defects, there is little benefit from the surrounding material as far as the peak defect temperature is concerned.     

Modelling breakdown of industrial thermal insulation during fire exposure

The aging of many of the installations in the oil and gas industry may increase the likelihood of loss of containment of flammable substances, which could lead to major accidents. Flame temperatures in a typical hydrocarbon fire may reach 1100–1200 °C, which are associated with heat flux levels between 250 and 350 kW/m². To limit or delay the escalation of an initial fire, passive fire protection (PFP) can be an effective barrier. Additionally, both equipment and piping may require thermal insulation for heat or cold conservation. Previous studies have investigated whether thermal insulation alone may protect the equipment for a required time period, e.g., until adequate depressurization is achieved. The present study entails the development of a numerical model for predicting the heat transport through a multi-layer wall of a distillation column exposed to fire. The outer surface is covered by stainless-steel weather protective cladding, followed by PFP, thermal insulation, and finally an inner column of carbon steel of variable thicknesses. The model for the breakdown of thermal insulation is based on observed dimensional changes and independent measurements of the thermal conductivity of the insulation after heat treatment. The calculated temperature profiles of thermally insulated carbon steel during fire exposure are compared to fire test results for carbon steel with thicknesses of 16, 12, 6 and 3 mm. The model's predictions agree reasonably well with the experiments. The degradation of the thermal insulation at temperatures above 1100 °C limits its applicability as fire protection, especially for low carbon-steel thickness. However, the model predicts that adding a 10-mm layer of more heat-resistant insulation (PFP) inside the fire-exposed cladding may considerably extend the time to breakdown of the thermal insulation.     

外墙保温材料在火灾中的燃烧现象小尺寸实验研究

利用外墙保温材料的小尺寸燃烧实验来研究外墙保温材料在火灾过程中的燃烧特性,分析总结外墙保温材料在火灾过程中的燃烧现象.建立外墙保温材料火灾实验模型,对外墙保温材料火灾实验的实验方法以及数据测定方式进行了介绍.采用不同阻燃性质的保温材料,研究阻燃成分阻止竖向燃烧的效果.观察不同的保温材料在燃烧过程中的点燃性能.根据材料的阻燃性能、点火位置、固定方式的不同,总结燃烧痕迹的变化规律.分析非阻燃材料在燃烧的过程中的熔滴生成,发现产生的熔滴对未燃保温材料的点燃现象.观察不同的保温材料在燃烧过程中的烟气生成及烟气层的形成.通过小尺寸火灾试验的方法来研究建筑外墙保温材料火灾的特性,提出使用阻燃型外墙保温材料的必要性.     

隧道火灾拱顶附近烟气最高温度的研究

为了研究顶部开口的城市隧道在采用自然通风模式下的火灾特性,在已建成的隧道中设计并实施了全尺寸火灾试验,得到了隧道火灾自然通风模式下的拱顶附近烟气最高温度纵向变化数据。通过实验数据与理论预测结果对比的方法验证了H.Kurioka等人建立的隧道火羽流模型及其计算公式的可靠性,为市政公路隧道建设提供了科学依据,为隧道火灾的研究及其消防工作提供理论指导和有益借鉴。