送风对建筑火灾热释放率特性影响的实验研究

作     者：李桐 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李安桂

授予年度：2015年

学科分类：03[法学] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0838[工学-公安技术] 0306[法学-公安学] 

主      题：建筑防火排烟 热释放率 送风 建筑火灾 

摘      要：近些年来,我国的城市建设得到了快速发展。但城市建筑火灾之类的恶性事故常有发生,常常造成严重的人员伤亡与财产损失。现有研究表明,烟气是建筑火灾的主要致死原因,烟气控制的主要手段即为建筑通风。然而,在现今建筑火灾通风中存在如下相互矛盾的技术问题:1.建筑火灾通风(也即建筑防排烟)必须要送风:建筑防烟主要采用加压送风形式,加压送风即送室外新风。建筑排烟从风量平衡角度考虑,同样要求引入室外新风,才能达到质量守恒。2.送风引入的室外新鲜空气同样会对火灾强度(通常以热释放率衡量)造成影响。室外新鲜的冷空气既可能通过降低火源温度从而降低火灾热释放率,同时又可能通过引入过多的氧气加速燃烧。所以有必要弄清楚,在建筑火灾领域,送风到底对火灾强度(热释放率表示)有多大影响?在工程设计中如何考虑这些影响?基于此,本文在全尺寸房间内,针对不同送风条件,进行热释放率的试验测试,从多角度研究分析了送风对火灾热释放率的影响特性,主要内容如下:首先,针对送风条件下火源热释放率(00KW范围内)的实验测试,分别对不同风速、火源面积、风口距火源距离、风口朝向角度以及风口直径等五个影响方面进行热释放率数据测试与分析。在送风条件下对热释放率特性的影响即送风对热释放率峰值和热释放率峰值到达时间的影响进行了讨论。研究表明热释放率特性影响因素较大的是风速和火源面积的变化,风速大小的变化对热释放率峰值和热释放率峰值到达时间成线性关系;火源面积越大,热释放率峰值越大,热释放率峰值到达时间逐渐减小,但两者的变化幅度均逐渐减小。其次,研究了在送风条件下不同风速和不同长宽比条形火源面积对热释放率特性的影响。热释放率峰值与风速成指数关系,热释放率峰值到达时间与风速成线性关系;热释放率随着面积的增大波动性变大,热释放率峰值与热释放率峰值到达时间受面积变大的影响减小。最后,针对送风条件下方形火源面积与条形火源面积下热释放率特性进行对比分析与探讨。分析比较讨论两种不同火源面积形状种类下热释放率、热释放率峰值和热释放率峰值到达时间受风速以及面积变化的影响的大小。