典型织物覆盖下软质聚氨酯泡沫火焰蔓延特性研究

为进一步认识软质聚氨酯泡沫(Flexible Polyurethane Foam, FPUF)的燃烧特性和火灾危险性,通过搭建小尺寸试验平台并开展多组试验,从火焰传播现象和传热机理角度分析底部通风条件与织物覆盖耦合作用对火焰形态、样品表面火焰温度、质量损失及火焰蔓延速率等FPUF燃烧参数的影响。结果表明：底部不通风时,覆盖织物涤纶含量越低,燃烧过程中卷缩程度越小,碳层残留物越多,其可隔绝氧气与阻碍热交换,对FPUF火焰蔓延及热解起到一定抑制作用;底部通风时,氧气充足,热交换过程相对自由,覆盖织物的涤纶含量对火焰蔓延及热解影响轻微;覆盖织物涤纶含量越大,热流峰值越大,火焰初期热量积累时间变短,对FPUF的燃烧起促进作用。结合熵值法与加权秩和法,对FPUF进行火灾危险性评价的结果表明,底部通风工况下覆盖涤纶织物的FPUF火灾危险性最大,底部不通风工况下覆盖棉织物的FPUF火灾危险性最小。     

高大空间建筑灭火救援关键技术及应用探析

诱发高大空间建筑火灾的因素众多。高大空间建筑因为建筑体量大且结构复杂,人员疏散、通风排烟、灭火供水困难,受火灾蔓延速度等方面因素的影响,火灾防控和灭火救援的难度较大,一旦发生火灾,造成的影响和损失常常不可估量。掌握高大空间建筑灭火救援的关键技术,强化防火意识,推进新型智能化设备和先进技术的应用,能更好协助高大空间建筑灭火救援工作的开展。本文简要分析高大空间建筑火灾的成因和灭火救援的难点,探讨消防员灭火救援关键技术及应用,希望对高大空间建筑灭火救援工作有所启示。     

仓储环境对皮棉燃烧性能的影响研究

为有效防范皮棉仓库火灾事故,采用燃烧热释放速率试验方法,利用锥形量热仪测试皮棉仓库的储存时间、温湿度环境、外加水等因素对较大密度皮棉试样燃烧特性的影响,提出相应的皮棉仓库安全管理建议。研究表明:储存时间越长,皮棉试样点燃时间越短,燃烧热释放速率越大,火灾危险性越高,应按照储存时间分开存放棉包;高温高湿环境下,皮棉棉包更易燃烧,火灾蔓延速度更快,应在夏季加强皮棉仓库的环境监控管理,适当采取降温和通风措施;用水扑救皮棉堆垛火灾只能起到降温作用,难以终止燃烧,皮棉仓库火灾扑救时应增加物理隔绝灭火的方式。     

通风对综合管廊内电缆燃烧及火蔓延过程影响的数值模拟研究

综合管廊内电缆的火灾燃烧特性一直被国内外学者所关注,然而目前关于通风对电缆燃烧及火蔓延过程影响的研究相对较少。在通风系统的作用下,电缆内部及外部温度分布、热解气体浓度与无通风情况相比有很大的差异,电缆的燃烧及火蔓延过程将会更为复杂。为了研究通风作用下综合管廊内单根电缆的燃烧过程,采用FDS对15 kV交联聚乙烯绝缘铜芯电缆的火蔓延过程开展了数值模拟。通过分析不同风速条件下的电缆火焰形态、各层材料温度、火蔓延长度和热释放速率(HRR)曲线,详细研究了通风速度对综合管廊内单根电缆燃烧及火蔓延过程的影响。结果表明当通风速度不超过2 m/s时,通风能够促进电缆燃烧,电缆表面存在气相火焰,其火蔓延长度、热释放速率峰值等不断增加,此时综合管廊内火灾危险性不断增大;当风速大于等于3 m/s时,通风抑制了电缆燃烧,电缆的火蔓延长度、热释放速率峰值随之迅速降低,电缆PVC层、XLPE层温升的原因是线芯对绝缘材料的热传导,电缆的火灾危险性也随之减小。     

全尺寸汽车火灾火焰蔓延的实体试验研究

介绍了南京11座IEVEO汽车火灾燃烧实体试验。采用K型热电偶和TMⅢ型多路温度数据采集系统,测量了车厢内的温度变化,具体讨论了火灾发展的不同阶段火焰蔓延规律和影响因素,对火灾实际扑救工作有一定的指导意义。     

基于燃烧相互作用的PMMA相向火蔓延特性实验研究

为探究耦合燃烧作用对固体可燃物火蔓延的影响,开展基于燃烧相互作用的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)相向火蔓延特性实验研究。通过对不同宽度PMMA板进行相向火蔓延实验,获取火焰图像、温度场、质量损失速率等燃烧特性参数,分析相向火蔓延的过程特点与燃烧机理。研究结果表明：相向火蔓延过程中存在4个典型阶段,即快速发展阶段、相对稳定阶段、相互作用阶段、融合燃尽阶段;PMMA板宽度对相向火蔓延燃烧特性的影响较为显著,体现在热解区长度、相对稳定状态维持时间、质量损失速率等参数变化上。研究结果可为建筑物保温材料的火灾预防抑制提供参考。     

通风条件对热塑性材料燃烧行为影响的试验研究

热塑性材料燃烧过程中,固体壁面火和液体油池火同时存在且相互影响.为了研究通风条件对受限空间内热塑性材料熔融流动燃烧行为的影响,选择5 mm厚的聚丙烯板材作为研究对象,设置了6种不同的通风条件,在ISO 9705标准燃烧室内,进行了一系列的大尺寸燃烧试验.试验过程中测量了热释放速率、CO体积分数以及温度场等火灾动力学参数.考虑到通风口宽度变化与高度变化的区别,引入了通风口位置高度的无量纲因子.结果表明,通风条件对热塑性材料的火灾规模有一定影响,并且通风口高度变化的影响比宽度变化的影响更显著.燃烧过程中,热释放速率峰值与修正后的通风因子呈线性关系.     

多层建筑墙体保温材料火灾蔓延规律模拟研究

为探究保温材料对火灾蔓延的影响,采用FDS数值模拟软件,建立了附外墙保温材料无喷淋系统、无外墙保温材料无喷淋系统、附外墙保温材料有喷淋系统三种工况下4层职工宿舍火灾动力学模型,分析了温度、CO浓度、烟气层高、能见度四种指标对多层建筑火灾烟火蔓延规律的影响。结果表明：有无保温材料二者整体燃烧趋势大致相同,但保温材料的存在使得建筑火灾快速进入立式燃烧阶段,外墙燃烧温度及火势蔓延程度均增高。温度和能见度两种指标达到危险临界值的时间分别为33 s和36 s,远小于另两种指标。保温层一定程度上会加剧火势蔓延,但对烟气蔓延及能见度影响较小,研究结果为后续保温材料对火势蔓延的影响提供了理论参考。     

细水雾灭火系统扑救铁路隧道救援站内客车火灾的全尺寸试验研究

研究了细水雾灭火系统对铁路隧道救援站火灾的扑救性能。试验在铁路隧道救援站全尺寸模拟隧道平台上开展,研究了隧道内不同纵向通风条件下,细水雾灭火系统作用前后隧道内的温度场、燃烧成分、火源热辐射参量的分布及变化。结果表明,细水雾灭火系统可有效抑制模拟隧道内火灾,验证了细水雾灭火系统在铁路隧道救援站内的可行性和有效性。     

油浸式变压器消防灭火真型试验平台构建及试验验证

针对油浸式变压器的起火原因、燃烧和灭火特性,模拟变压器同时发生套管火、变压器本体火、油枕火、集油坑火等立体火灾现象,构建适用于油浸式变压器的消防灭火系统真型试验平台,设计并安装泡沫喷雾和压缩空气泡沫灭火系统。基于大量冷喷性能试验,确定了泡沫灭火系统在真型变压器上的优化布置。全尺度变压器灭火试验表明：变压器在充分燃烧阶段,其火焰最高温度可达800℃;热辐射强度最大为34.6 (kW·m^-2);采用压缩空气泡沫灭火系统,最短35 s扑灭变压器的全部火灾。该真型试验平台构建合理,达到预期试验效果,为研究油浸式变压器火灾及各类消防灭火装备的性能试验提供了研究基础。     

刺激性气体HCl在不同尺度火灾实验中的释放行为

火灾是一种灾害性燃烧现象 ,给人员和财产安全带来极大损失。氯化氢 (HCl)是火灾烟气中阻碍人员逃生的最重要的刺激性气体之一。以典型的小尺度和大尺度实验为例 ,分析了加热程度和通风供氧对常用有机材料起火后释放HCl的影响 ,发现不论小尺度还是大尺度 ,HCl的形成只与燃烧过程有关 ,与氧化过程无关 ,HCl的生成率不随通风情况不同而改变。实验中影响HCl释放的主要因素是热 (辐射加热热流密度或温度 )。当超过CCl键发生断裂的温度后 ,继续升温HCl释放速率不发生改变 ,出现稳定释放阶段。在反映HCl释放过程不同尺度间存在共性 ,因此 ,利用小尺度的结果进行释放规律内在机理的探索是合理的方法     

钢筋混凝土矩形梁在实际火灾下正截面承载力数值计算

为了正确评估钢筋混凝土矩形梁在实际火灾条件下的承载力,以一般室内火灾轰燃后的房间平均温度-时间曲线为火作用,以建筑结构耐火理论为基础,采用数值计算方法研究钢筋混凝土矩形梁的正截面承载力.研究结果表明:梁的承载力随火灾房间温度升高而变小,在温度达到最大值后承载力达到最小值.火灾房间火灾荷载越大,开口因子越小,火作用越大,梁的最小承载力越小;反之相反.相同条件下梁支座截面的承载力要大于跨中截面.     

峡谷地形中森林地表火蔓延实验研究

在峡谷形的受限结构实验台上进行森林火灾实验，燃料采用与林间可物相似的混合物，观测火蔓延过程在这种地型结构中的特点。改变风速，通过温度时间曲线分析林火蔓延过程以及烟气运动的规律，所得到的结果也将为林火模型进一步的建立提供实验依据。     

火源位置对腔室火流动特性影响的实验研究

腔室火流动特性是影响腔室火灾蔓延与通风状况的重要因素。通过一系列小尺度腔室火实验,研究了火源位置变化对腔室火流动特性的影响。实验结果表明,随着火源沿腔室底部从壁面向开口方向移动,在开口中性面以上,同一高度处压差与流速增大,中性面高度和烟气层高度均降低,并导致开口质量流率增大。与火源强度相比,火源位置变化对烟气层高度的影响更为显著。火源位置对中性面高度及烟气层高度的影响在壁面处及开口处更为显著,腔室中部位置变化的影响相对较小。火源由壁面向开口移动,会造成火焰高度降低和水平伸长量增加。基于实验数据,给出了考虑耦合火源位置的腔室内火焰水平伸长量的表达式。研究结果可为相关场景下的腔室火灾理论模型提供实验结果支撑。     

重载铁路隧道可燃物极大丰富条件下火灾温度场数值模拟

针对重载铁路隧道内重载列车运载大量可燃物贯穿整条隧道的情况,建立了500m双线重载铁路隧道模型,利用大涡模拟技术,采用数值模拟的方法探讨了可燃物极大丰富条件下重载铁路隧道内,不同初始火源功率、起火位置下可燃物(红松木)火灾蔓延规律,进而分析了重载列车起火后隧道内火灾沿纵向、横向的温度分布特点、变化规律及后果影响。结果表明:重载铁路隧道内重载列车一旦发生火灾,不同起火位置对火灾向周围的蔓延速度有着明显的影响,而当火灾发生大面积蔓延时,由于隧道内通风量受限,将最终形成两侧隧道口附近燃烧剧烈,而中部较长区域燃烧受到显著抑制的特点。这也导致了隧道内拱顶附近处的最高温度位置由初始火源正上方,沿纵向逐渐向隧道洞口移动,并最终稳定在两侧隧道口附近,同时隧道中部温度也发生大幅度降低,这种温度分布特征对隧道衬砌结构损伤及破坏将产生重要影响。     

活动板房全尺寸火灾实验研究

通过两次板房火灾试验,分析探讨板房的屋面材料和墙板材料的选用、室内可燃物的控制、板房之间的间距、板房之间设防火隔板以及板房的整体结构耐火等问题。得出:(1)板房的屋面材料建议选用:单层彩钢板+阻燃EPS泡沫板+石膏板吊顶。(2)板房中相邻房间之间的隔墙板,建议选用双层彩钢岩棉复合板等;其它墙板选用双面彩钢阻燃EPS复合板。(3)室内可燃物方面注意控制室内可燃物的种类和数量及其分布状况。(4)板房之间的间距考虑尽量放宽,同时尽量缩短房前屋檐的跨度。(5)板房之间设防火隔板可以有效地阻止火焰的蔓延,其防火效果显著。(6)板房整体结构具有一定的耐火功能。     

火灾中硅酸盐水泥制品的膨胀爆炸与开裂

本文介绍了四川消防科研所自1972年以来开展的钢筋混凝土建筑构件和建筑材料耐火性能研究工作中关于硅酸盐水泥制品在火灾温度条件下膨胀、爆炸与开裂方面的实验研究情况。通过对有关各类以硅酸盐为重要成分的建筑构件和制品的反复试验研究与理论分析，初步掌握了一定程度的膨胀、爆炸以及开裂的物理、化学变化特征。着重指出了应用于建筑中的硅酸盐水泥制品－诸如混凝土构建或装修板材之类，它们的这些特性对建筑物的防火、灭火都有很大的威胁，应该对其产生的根本原因和预防对策进行更加深入的研究，以避免因制品的破坏而导致火灾蔓延和减少消防人员在扑救火灾过程中所造成的不必要的伤亡。     

沿固体木板面火蔓延状况的影像测量方法研究

本文就火在固体木板面蔓延的影像测量方法进行了研究，提出了利用彩色序列影像进行固体木板表面火蔓延状况测量的新方法，通过对垂直木板面和倾斜木板面火蔓延的实际测量试验，验证了该方法的有效性。     

不同隧道坡度与车厢火灾位置情况下烟气蔓延特性研究*

为研究含坡度隧道不同火源位置情况下车厢火灾烟气蔓延特性,采用CFD数值模拟方法,建立全尺寸地铁隧道与列车数值模型,研究车厢不同火源位置情况下火灾烟气纵向温度分布规律,探讨倾斜隧道车厢火源位置对烟气蔓延的影响。研究结果表明:当火灾烟气蔓延处于纵向通风惯性力与热浮力竞争作用控制阶段时,火源位于车厢上游方向时火灾烟气向车厢方向蔓延距离小于火源位于车厢下游方向情况,且随坡度增大,火源位于车厢上游方向烟气逆流长度不断减小,位于下游方向烟气逆流长度不断增大;当纵向通风风速达到2 m/s时,火源位于车厢上下游方向2种情况下,列车车厢方向均无烟气蔓延（逆流长度为0）,此时火灾烟气蔓延将主要由纵向通风控制,隧道坡度无显著影响。     

室内火灾中外部燃烧现象的数值模拟

外部燃烧是室内火灾中火焰随烟气流出窗户并在窗户外燃烧的现象。外部燃烧会造成火势从初始着火的房间向其他房间或楼层蔓延,具有很大的危害性。本文应用美国国家标准技术局（NIST）开发的FDS程序,对外部燃烧现象进行了研究。首先对Bullen和Thomas的实验进行数值模拟,用以验证FDS对外部燃烧现象的模拟效果。在相近的燃料过量因子的条件下,计算得到的外部燃烧羽流的温度分布结果、外部燃烧火焰的高度和火焰距离窗户所在壁面的水平距离与Bullen和Thomas的实验结果符合得较好。之后,研究了不同窗户大小和不同燃料消耗率对外部燃烧的影响。最后,发现当燃料消耗率足够大致使室内燃料过量因子接近1时,室内火焰将会熄灭,燃料流出窗户形成的外部燃烧火焰会被拉长,火焰肾贴窗户外的壁面向上燃烧。