不同類型火源煙氣的充填特性試驗不同類型火源下煙氣在大空間內的充填特性研究文/張村峰，霍然，史聰靈，李囘元洲
1 引言
圍繞中庭的煙氣控制，國內外學者已開展了大量的試驗研究。在這些試驗中，一般采用油池火作為火源。這種火源的初期增長階段很短，達到穩定燃燒階段后，其熱釋放速率大體維持不變，通常將其作為定常火源對待。（北京華陽消防滅火器工廠直營店批零手提式、推車式滅火器材，產品均通過消防產品質檢認證，通過3C消防認證，北京恒泰消防公司及滅火器年檢維修、消防器材批發、電氣檢測及消防設施檢測為一體的綜合性消防集團，是各企事業單位良好的消防合作單位。）但在實際建筑火災中，絕大部分是固體可囘燃囘物燃燒，其熱釋放速率不能簡單的按定常火源處理。然而，在全尺寸試驗中直接采用家具作為火源的情況不多。本研究小組曾在中國科學技術大學和香港理工大學合建的大空間火災實驗廳(USTC/PolyU火災實驗廳)內，使用油池火作為火源，進行了多次煙氣充填實驗。通過分析對比實驗結果與計算結果，歸納了熱釋放速率與煙氣運動參數之間的關系。近期又采用實體家具作為火源，開展了若干試驗，并著手分析兩種火源下煙氣充填的差別。
筆者結合沙發著火的情況，分析了沙發點燃后煙氣在實驗廳內的發展過程，給出了煙氣層的下降曲線和煙氣層溫度分布曲線，并與油池火的結果做了對比。
2 實驗
如圖1所示，大空間的高度為27m，橫截面為11.9mX×22.4m的矩形。實驗時燃料置于稱重平臺上，整個稱重平臺置于大空間的中央位置，如圖2所示。西北和東南角的兩束K型熱電偶束用來測量煙氣溫度和下降的高度，熱電偶束到兩側墻的距離約為2.0m。每束熱電偶束上共有20支熱電偶，間距為1m，最上部的熱電偶距離頂部為1m。為了方便觀測煙氣高度的變化，在大廳東側設有標記燈，標記燈每隔2m一支，共有12支。實驗時所有的開口均關閉。
圖2是實驗時采用的沙發外觀和燃燒狀況。沙發為木制結構，其表面材料是棉布，木制框架與表面材料的內部填滿海綿，其重量約為15kg。沙發座墊尺寸為45cmX50cmX8cm，其表面材料同樣是棉布，內部填充海綿。
為了分析沙發燃燒時煙氣充填與油池火的區別，選用了不同尺寸的油盤進行了油池火燃燒對比實驗。
表1給出了實驗室采用的油盤數量和油盤界面尺寸。由于柴油燃燒時火源功率在燃燒過程中變化不大，在試驗中可視為定常火源的燃燒過程。
3 實驗結果分析
3.1不同燃燒情況下的火源功率
圖3給出了不同火源在初始階段和穩定階段的熱釋放速率。從圖4可看出，對于采用柴油為燃料的油池火，熱釋放速率迅速增長到穩定階段，在燃燒的穩定階段熱釋放速率基本是不變的。
從圖3可知，沙發燃燒的熱釋放速率是不斷變化的。由于在實驗開始前倒人了少量汽油以引燃沙發.在沙發開始燃燒時主要是汽油燃燒，火源熱釋放速率迅速增長到接近1000kW。隨著汽油的燃盡，沙發材料的燃燒，火源熱釋放速率迅速下降到300kW左右。由于沙發材料的影響，火源熱釋放速率不斷變化，出現了兩個峰值，且前一個峰值比后一個峰值大。隨著沙發燃燒的進行，火源熱釋放速率下降到200kW左右。
3.2不同燃燒情況煙氣層下降的分析
圖4給出了采用N一百分比法[7〕處理熱電偶測量數據得到的不同工況下煙氣層高度一時間曲線。從圖中可看出，由于煙氣上升需要一定的時間，煙氣在燃燒開始后的一段時間才開始下降。煙氣層厚度較小時，煙氣的下降速率很快;而隨著燃燒的不斷進行，煙氣層高度降低，煙氣下降速度變慢。燃燒初期熱釋放速率的大小是決定煙氣下降速度的重要因素。對比池火1、2、3可看出，火源熱釋放速率越大，煙氣羽流的上升速度越J決，煙氣開始下降的時間越早，煙氣下降的速度越快。
對于穩定火源功率的油池火，其煙氣層下降曲線是光滑的，不存在跳變現象。而沙發燃燒的煙氣層下降曲線有很大的不同，其下降曲線在90s左右有一個很明顯的轉折，這與沙發燃燒時熱釋放速率在90s時從1000kW迅速下降到約300kW是相吻合的。
在燃燒的初始階段(0--100s)，沙發火與池火1的熱釋放速率曲線幾乎是接近的，因而它們的煙氣層高度變化曲線也是彼此接近的;在350s之后，沙發火的火源功率在200kW上下波動，與池火3接近，其煙氣層高度變化曲線與池火3也是彼此接近的。另外，由于沙發的熱釋放速率與池火2交叉，其煙氣層高度變化曲線也是交叉的。
3.3煙氣層的溫升
圖5和圖6分別給出了距大空間頂部5m和l0m處的煙氣層溫升曲線。從圖中可看出，在燃燒過程中，煙氣層的溫升不超過210C。與煙氣層的下降速率相比，煙氣層的溫升速率要小很多，曲線相對平緩一些。隨著燃燒的不斷進行，煙氣層厚度不斷增加，煙氣層的溫升速率漸漸變小，曲線漸趨平緩。
比較四種工況下的溫升曲線可以看出，煙氣層的總溫升是由燃燒的平均熱釋放速率大小決定的。對燃燒的平均熱釋放速率而言，池火1>池火2>沙發火>池火3，其溫升相應有池火1>池火2>沙發火>池火3。
燃燒初期的熱釋放速率影響了煙氣層初期的溫升速率。由于沙發火在燃燒初期主要是汽油燃燒，產生的煙氣密度較小，而其火源熱釋放速率相對較大，從而導致了在燃燒初期，煙氣溫升比其余工況較大，煙氣的溫升速率也比較快。而在燃燒中后期的穩定階段，煙氣層厚度大，四種工況下的溫升曲線是接近囘平行的。
4 結論
通過以上的實驗結果及分析可以看出:
(1)火源熱釋放速率的大小是決定中庭煙氣層溫度升高和煙氣層下降的主要因素。不同的火源條件下，煙氣的溫升曲線和煙氣層下降曲線是不同的。對于穩定的油池火，煙氣層下降曲線是光滑的;對于非穩定火源，煙氣層下降曲線存在跳變現象。
(2)在火災燃燒的初期，煙氣層厚度小，火源熱釋放速率的大小對煙氣層的溫升和煙氣層下降有決定性作用。隨著燃燒的不斷發展，煙氣層的厚度不斷增加，煙氣的溫升速率和下降速率逐漸變小。
(3)相比煙氣層的下降速率，煙氣層溫升速率受火源熱釋放速率的影響相對要小一些。在整個燃燒過程中，中庭的煙氣溫升不大。因此，在中庭火災中，煙氣的溫升不是影響火災安全的主要因素，控制煙氣層的下降應該成為中庭消防設計主要考慮的重點。（北京華陽消防器材公司滅火器工廠直營推車式二氧化碳、干粉、水基型推車及各種型號手提式干粉、水基、二氧化碳滅火器材，全系均通過消防認證，3C認證，恒泰消防取得滅火器檢測維修資質、電氣檢測及消防設施檢測壹級資質，是一家一站式綜合性消防企業，是各企事業單位消防安全良好的合作伙伴。）
(4)對于變火源功率的情況，可以采用分段近似的方法來對煙氣層的下降速率進行模擬，這一點對于性能化消防設計有重要的意義。 滅火器年檢/消防檢測/消電檢/消防維保/消防評估文章 北京天一消電檢公司：專業鑄就安全，實力守護未來在繁華的都市中，每一棟建筑、每一個商場、每一所學校，都是人們生活與工作的重要場所。然而，隨著科技的飛速發展，電器設備的使用日益普及，電氣火災的風險也隨之增加。在這樣的背景下，北京天一消電檢公司應運而生，以其專業的實力、豐富的經驗、先進的設備，為各類場所提供全面、精準的消電檢服務，守護著人們的生命財產安全。一、公司實力：專業團隊，技術領先北京消電檢... 在北京這座繁華都市中，高樓大廈林立，企業和家庭對消防安全的需求日益增強。滅火器，作為最常見、最基礎的消防設備，其性能的好壞直接關系到火災初期的撲救效果，甚至能夠決定火勢的蔓延與否，進而影響到人們的生命財產安全。因此，定期對滅火器進行年檢，確保其處于良好的工作狀態，是每一位北京市民和企業不可忽視的重要任務。而在這座城市中，有一家專注于滅火器年檢服務的公司——北京天一滅火器年檢公司，以其**的實... 在消防安全日益受到重視的當下，消防檢測作為保障建筑安全的重要環節，其重要性不言而喻。在北京這座繁華都市中，有一家名為“天一”的第三方消防檢測公司，憑借其**的實力、顯著的優勢、全面的資質以及優質的客戶服務，贏得了社會各界的廣泛認可和高度贊譽。 一、實力雄厚，技術領先北京天一消防檢測公司自成立以來，始終堅持以科技為先導，以質量求生存，以創新謀發展。公司匯聚了一批經驗豐富、技術過硬的專業人才，他... 在繁華的都市中，高樓大廈拔地而起，車水馬龍川流不息。人們在這片熱土上忙碌著、生活著，享受著現代文明帶來的種種便利。然而，在繁華的背后，火災這一無情的惡魔卻時刻潛伏在我們身邊，威脅著人們的生命財產安全。因此，消防設施檢測顯得尤為重要，它是守護生命之花、共筑安全防線的關鍵一環。一、消防設施檢測，防患于未然火災的發生往往具有突發性和不可預測性，一旦發生，后果不堪設想。而消防設施檢測則是一種預防性的... 在各類場所中，滅火器作為重要的消防設備，其有效性直接關系到火災發生時的應對效率和人員安全。為了確保滅火器能夠在關鍵時刻發揮應有的作用，定期的年檢工作顯得尤為重要。北京天一消防滅火器年檢公司詳細介紹年檢滅火器的流程、要求及注意事項，幫助大家更好地了解和執行這一關鍵任務。一、年檢滅火器的流程1．前期準備在進行滅火器年檢之前，首先需要做好充分的準備工作。這包括收集滅火器的基本信息，如型號、生產日期... 一、自動噴水滅火系統概述1.1 自動噴水滅火系統的定義與分類自動噴水滅火系統是一種廣泛應用于各類建筑和工業設施的消防系統，其主要功能是通過噴灑水來控制和撲滅初期火災。根據《自動噴水滅火系統設計規范》(GB 50084-2017)，自動噴水滅火系統可分為濕式系統、干式系統、預作用系統、雨淋系統和水幕系統等。濕式系統是最常見的類型，適用于環境溫度不低于4℃且不高于70℃的場所；干式系統則適用于環... 滅火器：守護安全的衛士，為何需年年“體檢”？火災，作為其中一種常見的災害，其帶來的損失和影響往往是難以估量的。因此，預防火災、確保消防安全成為了我們每個人的責任。而在火災預防中，滅火器無疑是我們最常用的消防設備之一。它小巧玲瓏，卻能在關鍵時刻發揮巨大的作用，為我們爭取寶貴的逃生時間。然而，正如任何高科技設備一樣，滅火器也需要定期的維護和檢查，以確保其在關鍵時刻能夠正常工作。那么，為什么滅火器... 滅火器，作為火災初期撲救的關鍵武器，其有效性至關重要。而滅火器的年檢工作，便是確保其在關鍵時刻能夠正常發揮作用的必要環節。北京天一滅火器年檢公司——為您的安全保駕護航，敬請詢價合作。一、滅火器年檢的必要性滅火器并非一經購買就可以高枕無憂地使用下去。隨著時間的推移、環境的影響以及內部化學物質的變化，滅火器的性能會出現衰退。例如，干粉滅火器中的干粉可能會受潮結塊，影響噴射效果；二氧化碳滅火器的壓... 北京天一電氣防火檢測公司：守護電氣安全的領航者在當今這個科技日新月異的時代，電氣設備已滲透到我們生活的方方面面，成為現代社會不可或缺的組成部分。從高樓大廈的電梯、空調系統，到家庭中的照明、插座，再到工廠車間的各種機器設備，電氣設備的廣泛應用無疑極大地提高了我們的生活質量和工作效率。然而，正如任何事物都有其兩面性一樣，電氣設備的廣泛使用也伴隨著一系列安全隱患，其中最為嚴重的便是電氣火災。電氣火... 消防設施檢測報告是一份詳細記錄建筑消防設施檢測過程和結果的文件，旨在確保消防設施的正常運行和有效性，以保障建筑和人員的消防安全。以下是北京天一消防檢測機構關于消防設施檢測報告的介紹：消防設施檢測報告的主要內容· 基本情況：包括工程名稱、建筑高度、檢測地點、建筑層數、委托單位、建筑面積、聯系人、聯系電話、建筑類別、檢測日期、天氣、使用性質、溫度、濕度、檢測類別、委托年檢、檢測人員、檢測范圍等。... 在當今社會，消防安全已成為關系國計民生的重大議題。隨著城市化進程的加快，高層建筑、地下空間、大型商業綜合體等不斷涌現，火災隱患也隨之增多。在這樣的背景下，消防設施的完好與有效性顯得尤為重要。其中，消防氣瓶作為消防系統的重要組成部分，其性能直接關系到火災時的滅火效果和人員安全。因此，專業的消防鋼瓶檢測公司應運而生，承擔起守護生命安全的神圣使命。一、公司簡介北京天一消防氣瓶檢測是一家專注于消防檢... 北京天一消防鋼瓶檢測公司：守護城市安全，筑牢生命防線在繁華喧囂的都市生活中，消防安全如同空氣一樣無處不在，它關乎著每一個人的生命財產安全，是城市穩定和諧的重要基石。而在這背后，有一個默默奉獻、專業嚴謹的行業——消防鋼瓶檢測。北京天一消防氣瓶檢測公司在這個關鍵領域發揮著自己的一份作用，守護著這座城市的安全與安寧。一、專業精準，筑牢安全防線北京天一消防鋼瓶檢測公司，作為一家專業的消防設備檢測機構... 舞臺，作為藝術展現的重要平臺，承載著無數夢想與激情。然而，在絢爛的燈光背后，隱藏著不為人知的安全隱患——舞臺電氣設備的靜電與電氣火災風險。為了保障每一次演出的順利進行，守護每一位藝術工作者的安全，北京天一舞臺消電檢測公司以其專業的實力、嚴謹的態度，成為舞臺安全領域的中流砥柱。一、公司實力介紹：專業團隊，技術領先北京天一舞臺消電檢測，公司自成立以來，始終致力于電氣設備安全檢測和消防設施檢測領域... 在璀璨的燈光下，舞臺上的一幕幕精彩演出總能吸引無數觀眾的目光。然而，在這光鮮亮麗的背后，舞臺消防安全卻常常被人們忽視。近年來，國內外多起因舞臺設備故障、電氣短路等原因引發的火災事故，給演藝行業敲響了警鐘。為了確保每一位觀眾和演員的安全，舞臺消防檢測顯得尤為必要和重要。本文將深入探討舞臺消防檢測的內容、必要性、重要性，并介紹一家專業的舞臺消防檢測公司--北京天一消防檢測有限公司提供的檢測報告和... 在當今豐富多彩的社會活動中，臨時活動舞臺扮演著不可或缺的角色。無論是音樂節、演唱會、展覽會還是各類年會、慶典活動，臨時舞臺都是吸引觀眾眼球、展現藝術魅力的關鍵元素。然而，這些臨時搭建的舞臺在帶來精彩表演的同時，也潛藏著一定的安全隱患，尤其是電氣火災風險。因此，對臨時活動舞臺進行嚴格的電氣防火檢測顯得尤為重要。北京天一消電檢公司將從電氣火災的危害性、臨時舞臺的特殊性、電氣防火檢測的內容和方法以... |
