建筑火灾中轰燃现象的突变分析

建筑火灾中轰燃现象是一种典型的突变过程。本文利用数学方法推导出轰燃的突变动力学，首先给出基于能量平衡方程的轰燃模型并构建其突变簇方程，然后讨论系统控制因子和实际工况之间的关系。结果发现建筑火灾中轰燃现象的突变形式是燕尾突变。     

受限空间火灾轰燃过程的模拟实验研究

研制一种重现火灾轰燃的化学燃料和氧化剂的混合燃料，通过调整燃料的配方，可实现模拟控制火灾轰燃的温度和烟气产生量；实验研究了火灾轰燃过程烟气参数的变化规律，说明建筑火灾烟气运动的场-区-网模拟模型是合理的，分析了火灾过程中烟气的产生、运动、回流、下沉现象物理机制，指出在受限空间火灾救灾过程中应注意的问题。     

研究进展

国家自然科学基金重点项目火灾中若干特殊火行为研究　　针对火灾中若干危害较大的特殊火灾现象 ,包括建筑火灾中的轰燃和回燃、大坡度高山峡谷林火、矿井隧道火灾中的风流紊乱 ,探索这些特殊火行为产生的机制。通过 3年的研究 ,本项目完成了小型轰燃、回燃实验台的研制 ;利用数字粒子图象技术DPIV进行了回燃前重力流流场结构的研究 ;回燃现象属于燕尾型突变 ,其产生的决定性参数是腔体内的燃料质量百分比 ;提出了纤维素材料热解的一种改进模型 ;修正了轰燃的非线性模型 ;成功的建立了描述氮气气氛和空气气氛下生物质材料热解失重行为的“…     

室内火灾发展过程稳定性数值计算与分析

为明确轰燃现象出现前火灾所处的状态,得到轰燃发生的临界条件,基于非线性动力系统稳定性理论,针对描述火灾过程的一个典型微分方程,采用数值方法计算了系统Jacobi矩阵的特征值随时间的变化。计算结果表明在出现轰燃现象之前的火灾过程始终处于临界稳定状态。通过火灾过程的温度T(n+1)~T(n)曲线的数值计算验证了轰然发生的临界条件,对火灾非线性动力系统的时间演化过程进行了解释。     

室内家具轰燃的实验研究

室内一旦发生火灾 ,轰燃出现之快慢是人们在有限的逃生时间和有限逃生能力下能否安全逃脱灾难的关键因素。笔者对室内典型家具的轰燃现象进行了实验研究 ,利用实验方法成功地观测到室内家具轰燃的全过程。介绍了轰燃实验的设计方法、实验的测量方法。大量的建筑室内家具轰燃实验 ,仍很难给出室内家具材质的轰燃准则和判别条件 ,对此应进一步开展研究工作。     

室内火灾轰燃的影响因素研究

本文主要介绍了室内火灾的有关理论,利用小规模火灾实验箱研究轰燃的影响因素,包括:有机玻璃放置位置的不同对轰燃的影响;在同一位置,相同质量、不同堆积方式的有机玻璃燃烧对轰燃的影响;通风口大小和高度对轰燃的影响以及内衬材料热惯性对轰燃的影响。     

地下商业街火灾中回燃现象的初步研究

对回燃这一特殊火现象的发生机理及研究现状进行研究分析,结合地下商业街发生火灾时烟气温度高、人员疏散困难等特性,对地下商业街火灾回燃现象进行了初步研究,分析了其发生的可能性及危害,指出可以通过控制送风风量和流速、降低可燃组分和控制点火源的措施来抑制回燃的发生,为进一步研究地下建筑火灾中烟气回燃现象提供参考。     

通风开口对轰燃影响的数值模拟

轰燃是建筑火灾中的一个重要的火现象,室内局部火的发展过程中,热烟气向水源基底辐射,在一定条件下会产生正反馈,导致热烟气温度和火源释放速率急剧增加,从而转变成遍及整个房间的大火,轰燃的产生与否受到很多因素的影响,尝试利用CFAST对轰燃现象进行数值模拟,讨论了不同的通风开口条件对轰燃发生时热烟气温度和热释放速率的影响,计算机结果表明,当开口面积固定时,竖直开口比水平开口需要更大的火源释热速率,另外也指明了,多数情况下用CFAST对轰燃进行计算是可能的,但在某些临界条件下计算会终止。     

初始引火源燃烧特征对动车车厢轰燃的影响研究北大核心CSCD

为了研究动车组发生火灾时车厢内火焰不断蔓延、火势不断增大导致车厢内轰燃的情况,并得到引起车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率及所需燃烧持续时间,采用火灾动力学三维模拟软件FDS模拟其燃烧过程,分析在持续燃烧和非持续燃烧2种状态下不同热释放速率的初始引火源引起的动车组车厢轰燃情况。结果表明:引起动车组车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率值为160 k W,燃烧持续时间临界值为1 470 s。随着初始引火源热释放速率的增大,车厢发生轰燃的时间变短,两者之间存在乘幂函数关系;且发生轰燃所需的火源燃烧持续时间也随之缩短,两者之间同样存在乘幂函数关系。根据动车组车厢内常见初始引火源特征,明确了不同行李物品作为初始引火源对动车组车厢发生轰燃的危险性。     

初始引火源燃烧特征对动车车厢轰燃的影响研究北大核心CSCD

为了研究动车组发生火灾时车厢内火焰不断蔓延、火势不断增大导致车厢内轰燃的情况,并得到引起车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率及所需燃烧持续时间,采用火灾动力学三维模拟软件FDS模拟其燃烧过程,分析在持续燃烧和非持续燃烧2种状态下不同热释放速率的初始引火源引起的动车组车厢轰燃情况。结果表明:引起动车组车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率值为160 k W,燃烧持续时间临界值为1 470 s。随着初始引火源热释放速率的增大,车厢发生轰燃的时间变短,两者之间存在乘幂函数关系;且发生轰燃所需的火源燃烧持续时间也随之缩短,两者之间同样存在乘幂函数关系。根据动车组车厢内常见初始引火源特征,明确了不同行李物品作为初始引火源对动车组车厢发生轰燃的危险性。     

Theoretical analysis and experimental study on critical conditions of backdraft

Backdraft is one of the most special behaviors of enclosure fires which has strong characteristics of concealment and suddenness. Once backdraft occurs in an enclosure, the fire will quickly engulf the entire enclosure and create a huge extrusive fireball out of the openings. In such circumstance, it is very difficult for people inside to evacuate and firefighters to enter to perform rescue. That’s why backdraft usually leads to serious consequences in both industrial and civil building fires. Experimental investigations on backdraft in enclosure fires caused by solid fuels have been carried out in the study, and the backdraft phenomenon has been reproduced in the small-scale enclosure fire tests. Based on the theories of heat transfer and fire dynamics, the theoretical model of conditions that backdraft occurs in enclosure fires has been established and the critical condition expressions have been deduced. Combining the results of theoretical analyses with those of experimental studies, a new backdraft criterion expressed by β, which is the ration between the combustible gas volume fraction and the lower explosive limit of the mixture, has been put forward.     

Full-scale experimental studies for backdraft using solid materials

The backdraft experiments involved three full-scale room fire tests that used solid furnishing, loveseats. From experimental data, a backdraft caused two temperature peaks. The first one was below 600 °C. Then, an abrupt opening of the front door led to a supply of a large amount of fresh air, followed by an indication of sudden temperature rise. The second peak temperature was over 600 °C. Meanwhile, the deflagration resulted in the gases heating and expanding within the fire space, thus forcing unburned gases out of the vent ahead of the flame front. Comparing both cases with natural gas and solid loveseat as the fuel in backdraft, the former can achieve pre-mixture state and readily create an instant explosion wave phenomenon; however, this wave disappeared immediately. On the other hand, the solid loveseat used as the fuel in this study produced backdraft within 30–50 s after opening of the door. After the occurrence of backdraft, fire maintained a period of fully developed stage, which was consistent with the conditions in actual fires.     

某地下商场防火分区划分对人员安全疏散的影响研究

防火分区面积、人员疏散距离、疏散宽度等方面难以满足现有消防规范的要求是目前大型复杂建筑消防设计中经常遇到的问题。利用火灾安全工程学进行性能化分析是解决这类问题的一种方法。防火分区面积大小不仅会影响到烟气的控制效果，同时也会引起人员疏散距离和疏散宽度要求的变化。因此防火分区的划分应该和人员疏散结合起来综合优化考虑。本文主要针对一个地下商场的防火分区划分问题，进行了烟气运动和人员疏散的模拟计算，比较两种防火分区划分方法的优缺。     

综合管廊内火灾自动报警探测器实验研究

为了能够有效提升综合管廊内火灾自动报警系统的准确性和可靠性,本文采用火灾实体试验的方法,通过对各类型火灾自动报警探测器响应时间的情况进行分析和比较,研究综合管廊电力舱内常用探测器的性能。研究结果表明:接触式缆式线型感温火灾探测器可以较早的探测到电缆温度异常变化的现象,可用于早期预警。点型感烟探测器对烟粒子浓度较为敏感,可用于综合管廊电力舱室的空间探测。分布式光纤型感温火灾探测器对明火温度的变化较为敏感,作为空间型的火灾探测器比较可靠。     

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。     

超高层建筑防灭火对策探析

通过以往超高层建筑的火灾数据和案例,从火灾蔓延速度、人员疏散和主体结构三个方面,分析了超高层建筑物的火灾特点,并针对其火灾特点从防火分区设计、疏散通道避难场所、主体结构、控烟设计、消防应急设施配备、超高层火灾的扑救策略和人员疏散等角度,论述了超高层建筑的防灭火对策,对近些年新出现的超高层消防逃生避难技术进行了探讨。基于超高层火灾较难扑救的情况,城市规划者和建筑设计师应根据现有的消防技术水平,适度发展超高层建筑。     

小型化工企业防火安全现状分析及对策

针对温州市2004年严峻的火灾形势,通过对生产和使用危险化学品的小型化工企业现状分析,提出相应的防火安全对策。     

公安消防部队应急救援能力评价方法研究

我国的自然灾害和人为灾害较为严重,各类灾害事故频繁发生,公安消防部队职能进一步拓宽,应急救援和灭火任务日益繁重.笔者在分析当前应急救援现状的基础上,提出了公安消防部队应急救援能力的概念,并根据基层公安消防部队的实际情况,以合理建设消防部队应急救援能力为目标,提出了一套消防部队应急救援能力评价体系.该体系为应急救援能力评价研究提供一种新的尝试,可为消防部队应急救援能力的科学评价和管理决策提供依据.