长走廊内烟气组合控制的数值模拟与试验研究

为研究适用于高层建筑火灾中烟气控制的组合控制模型,提出通过设置防烟缓冲区来改善传统前室正压送风系统,并且与其他烟气控制方式相结合建立组合模型。设计并实施狭长走廊建筑的火灾烟气全尺寸风洞试验;在试验基础上,采用Fire Dynamic Simulation(FDS)软件模拟该风洞在相同试验条件下的火灾现象,对模拟结果和全尺寸试验的数据进行比较分析,发现2者规律吻合,且平均温度误差率为4.08%,验证所建模型的合理性。研究结果还表明在与防烟缓冲区组合中,30 m内走廊段只需设置一个排烟口,且排烟口位置以靠近火源为宜,其排烟效率为72.1%;此外还需要在排烟口后增设挡烟垂壁,来加强排烟效果,从而达到组合模型的最佳烟气控制效果。     

消防射水与自然冷却下玻璃纤维对灾后混凝土性能影响

本文对火灾后消防射水对玻璃纤维改性混凝土(GF-1)剩余抗压强度的影响进行了研究。分析了GF-1在不同温度、不同冷却方式条件下抗压强度的变化规律,并利用ORIGIN7.5软件拟合了高温作用后GF-1剩余抗压强度与温度之间的关系。研究得出:在两种冷却条件下,二种配比的HPC在高温后剩余抗压强度均呈持续降低,消防射水冷却条件下HPC的剩余抗压强度降低速率大;加热到900℃时,消防射水冷却条件下HPC的剩余抗压强度最低;消防射水对高温作用后GF-1的剩余强度影响很大,射水冷却后GF-1剩余强度明显低于自然冷却的剩余强度;且随着破坏温度升高,经消防射水冷却的GF-1剩余抗压强度呈衰减状态,;GF-1在射水冷却下强度变化没有NC-1快速,与自然冷却条件下的强度变化相比,也呈现出不同的衰减规律;并建立了自然冷却条件下及消防射水冷却条件下GF-1剩余强度与火场温度之间的多阶多项式拟合式。     

有风条件下航空煤油池火燃烧特性的实验研究

在全尺寸热释放速率实验台的基础上,搭建有风条件池火实验平台,开展了不同风速条件下的航空煤油池火燃烧实验,实验所用正方形油盘的边长分别为0.2m、0.3m和0.4m,风速范围为0 m.s-1至4.99 m.s-1。实验结果表明,风速为0 m.s-1时航空煤油池火的燃烧速率随油盘尺寸增大而单调递增,实验值与理论值的差距随风速增大而减小。实验所得.m″windy/.ms″till与v/D呈线性关系,与前人结论一致,但实验所得参数与前人值不同。同尺寸油盘池火的热释放速率峰值来临时间随风速增大有减小的趋势;不同尺寸油池火的燃烧速率随风速增加而单调递增。对不同尺寸油池火的热释放速率峰值随风速的变化规律作了讨论。     

电气火灾残留物的SEM分析方法研究

通过分析电气火灾的形成原因,总结出该类型火灾的残留物种类。然后利用电焊机和电阻炉等设备分别制备出铜铝导线的一、二次短路熔痕和火烧熔痕,电热丝的通电过热和火烧熔痕,并运用了目前一种新式有效的显微结构分析工具——扫描电子显微镜,对以上样品的表面进行微观形貌的观察、比较与分析。通过分析讨论,可以发现电气火灾残留物在火灾前后其表面的微观形貌特征存在明显不同。根据这些特征能够很轻易的鉴别出电气设备在火灾发生前的使用状态,从而推断出火灾是否由该电气设备引发而起。此项结论能够为从事火灾调查的人员对电气火灾原因的准确认定提供可靠依据,也能够为扫描电子显微镜技术的应用领域进行拓宽提供一些帮助。     

矿井下着火点位置数值模拟研究

矿井煤炭自燃是煤矿五大自然灾害之一,而煤炭自燃隐蔽着火点位置的确定是解决煤炭自燃问题的关键。本文结合实际情况将火源位置的确定问题归结为热传导方程的寻源反问题。在理想状态下,把煤矿井下热传导的三维模型简化为二维模型,建立热传导方程及初始条件和边界条件,在matlab中编制了有限差分程序对井下着火点的温度场进行了正反演模拟。数值模拟结果表明:该方法能够较准确地反演出火源的特性,并随着离散化程度的提高,离散解逐渐逼近真实解。通过本文的数值模拟我们得知有限差分法求解热传导寻源反演的方法是解决矿井隐蔽火源发火点位置的有效途径之一,对矿井防、灭火研究具有较高的理论和实际应用价值。     

高层建筑火灾人员疏散和人员伤亡的模拟

基于建筑火灾全风网网络模型的基础上 ,结合紧急疏散模型 ,模拟火灾时期疏散时间和建筑物内人员滞留的情况 ,同时也可以模拟可能出现的伤亡情况 ,有助于高层建筑的疏散系统设计 ,为火灾的再现提供了一个有效的分析工具 ,也为高层建筑火灾的风险评价提供了理论数据     

采空区注超临界CO2防灭火试验研究

为研究超临界CO₂注入采空区防灭火的规律,自主研制了产生超临界CO₂和模拟采空区遗煤自燃升温试验系统,得到了不同温压条件下超临界CO₂注入采空区前后不同监测点的温度、O₂和CO浓度变化数据信息。试验结果表明:注入采空区的超临界CO₂发生相变,有序结构急速失序,大量吸收热量,采空区内的煤体、空气温度随时间呈线性快速下降规律,其降温能力是气态N₂的10倍;超临界CO₂在自燃发火煤体中的强渗透扩散特性,使自燃煤体快速惰化,防灭火效率高;停止注入后,小范围回温符合反二次函数特征;高压力超临界CO₂相对于低压条件,防灭火性能更佳;超临界CO₂是1种降温降氧能力显著,且输送性能优良的采空区新型防灭火材料,超临界CO₂防灭火效果优于气态N₂。     

PVC电缆火灾早期特征气体的组成分析和传感器探测

利用气体传感器对电缆绝缘过热释放的气体进行监测有望实现电气火灾早期预警,目前该技术的发展由于特征气体未得到确认而受到限制。分析了聚氯乙烯(PVC)电缆绝缘层在不同温度下释放的气体组成,并对其主要成分进行传感器测试。TG-IR和GC-MS分析表明PVC电缆绝缘层在200℃前已出现微小失重,释放出以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等塑化剂为主的气体。气敏测试中,商用半导体气体传感器对DOP和电缆蒸气产生较好、相似的响应性能。因此,DOP可以作为PVC电缆火灾早期的特征气体。     

氯化钠/纳米疏水二氧化硅超细干粉制备及灭火性能研究

选用氯化钠为基体制备金属火灾超细干粉灭火剂。应用反溶剂法对其改性,使纳米疏水二氧化硅吸附在氯化钠晶体表面,其中分散剂为PEG-1000。结果表明,纳米疏水二氧化硅的添加有利于细化氯化钠颗粒,但过量的添加会起反作用,最佳用量为3 wt%左右,平均粒径为2.18μm。镁片灭火实验证明超细复合干粉的灭火性能明显好于传统氯化钠灭火剂(商用D类灭火剂),纳米疏水二氧化硅最佳添加量为3 wt%,此时灭火时间仅需传统灭火剂的一半。最后利用FDS5.0模拟干粉颗粒与燃烧火焰作用过程,模拟结果表明干粉覆盖对火焰具有一定的抑制效果,并分析了复合干粉灭火机理。     

我国城乡住宅建筑物化阶段碳排量现状与趋势分析

建筑作为三大高耗能产业之一,研究其碳排放对社会经济、生态可持续发展具有重要意义。综合分析我国城镇、农村人口数量、人均住宅建筑面积的发展趋势,对2012—2050年城乡住宅面积进行预测。结合国内外文献,将建筑物化阶段碳排放源分为建材、运输、现场施工3个方面,得到剪力墙结构、钢混框架结构和砖混结构建筑在物化阶段的单位面积碳排放量。计算得到2012—2050年我国城乡新建住宅建筑面积及其物化阶段的碳排放趋势。城镇新建住宅建筑物化阶段碳排量远胜于农村,其达峰节点迟于农村。合理控制住宅建筑增加速度、延长建筑使用年限可有效减少住宅建筑物化阶段碳排量;使用绿色低碳建材和清洁能源,提高施工机械效率是低碳建筑物化阶段的研究重点。