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基于FDS的高层建筑外墙火火势蔓延的仿真模拟

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基于FDS的高层建筑外墙火火势蔓延的仿真模拟

窄通道过载线缆火灾早期燃烧特征及防治措施研究

第十三届沈阳科学学术年会

作者：宋岩升李自军王浩宇沈阳建筑大学

为了研究由于高层建筑外墙保温材料被点燃而引起的高层建筑外墙火沿竖向燃烧的蔓延规律,以一幢15层的钢筋混凝土结构的普通实体居民住宅楼为模型,应用火灾动力学模拟软件FDS（Fire Dynamics simulator）对该火灾场景进行仿真模拟。通过... 详细信息

为了研究由于高层建筑外墙保温材料被点燃而引起的高层建筑外墙火沿竖向燃烧的蔓延规律,以一幢15层的钢筋混凝土结构的普通实体居民住宅楼为模型,应用火灾动力学模拟软件FDS（Fire Dynamics simulator）对该火灾场景进行仿真模拟。通过对模拟结果的分析,得到了外墙火势的蔓延高度、蔓延速率和温度场分布随时间变化的关系,为高层建筑防火、消防灭火和火灾后的结构安全性评估提供理论依据。

关键词：高层建筑窗口喷火外墙保温材料火蔓延数值模拟

来源： cnki会议评论

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消防科学与技术 2023年第12期42卷 1642-1645页

作者：龚向阳董平何玉涛陈诚国网浙江省电力有限公司宁波市奉化区供电公司浙江宁波315599 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司浙江宁波315500

针对电缆沟、电缆夹层等窄通道内电缆火灾安全问题,本文开展过载线缆燃烧试验,定量表征了环境温升、典型气体质量浓度、火蔓延速率及熄火距离等特征参数。结果表明:燃烧初期CO_(2)的生成量要远远大于CO生成量,并且在一定范围的电流强度... 详细信息

针对电缆沟、电缆夹层等窄通道内电缆火灾安全问题,本文开展过载线缆燃烧试验,定量表征了环境温升、典型气体质量浓度、火蔓延速率及熄火距离等特征参数。结果表明:燃烧初期CO_(2)的生成量要远远大于CO生成量,并且在一定范围的电流强度内,线缆火蔓延速率、熄火距离均与电流强度近似成线性正相关。在此基础上,从电气线路监控、早期火灾探测方法、防火阻隔等方面提出线缆火灾的防治措施,为窄通道内的电缆消防安全提供指导。

关键词：消防安全窄通道线缆火灾火蔓延熄火距离

宁夏典型清真寺火灾荷载统计分析及火蔓延研究

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建筑安全 2013年第9期28卷 54-57页

作者：张相志宁夏青铜峡市消防大队

本文通过实地调研的方式得到宁夏典型清真寺的火灾荷载数据,利用统计分析的方法对数据进行分析处理,通过试验测量重要建筑材料的热释放速率,计算火灾荷载的热值,分别比较了不同建筑风格清真寺以及同一清真寺不同场所的火灾荷载分布规律... 详细信息

本文通过实地调研的方式得到宁夏典型清真寺的火灾荷载数据,利用统计分析的方法对数据进行分析处理,通过试验测量重要建筑材料的热释放速率,计算火灾荷载的热值,分别比较了不同建筑风格清真寺以及同一清真寺不同场所的火灾荷载分布规律和火灾危险性特点,通过对清真寺火灾荷载的统计分析,可以为消防部门确定灭火预案提供基础,可以作为城市和社区综合消防安全管理决策科学化的基础,对于消防监督检查也具有重要意义。

关键词：清真寺火灾荷载火蔓延

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火灾沿有机玻璃厚板下表面蔓延特性试验研究

建筑结构 2023年第8期53卷 29-35页

作者：彭磊倪照鹏沈丹月汤宏强李磊欧阳元文天津泰达消防科技有限公司天津300381 中国矿业大学消防研究院徐州221116 河北工业大学土木与交通学院天津300401 江苏汤臣新材料科技有限公司泰兴225542 上海通正铝结构建设科技有限公司上海201106 上海建科铝合金结构工程研究院上海201199

通过搭建小型试验平台,研究了下部火源对水平放置的有机玻璃厚板的加热和引燃作用,获取了有机玻璃厚板下表面的引燃时间及火源蔓延规律等特性。试验结果表明,在下部火源直接加热作用下(温度约400~500℃),点火约3~4min后有机玻璃厚板被引... 详细信息

通过搭建小型试验平台,研究了下部火源对水平放置的有机玻璃厚板的加热和引燃作用,获取了有机玻璃厚板下表面的引燃时间及火源蔓延规律等特性。试验结果表明,在下部火源直接加热作用下(温度约400~500℃),点火约3~4min后有机玻璃厚板被引燃,引燃后有机玻璃厚板下表面温度可达到约800℃,随后火势逐渐沿有机玻璃厚板向远端蔓延;当下部火源熄灭后,有机玻璃厚板的火势随即自行熄灭,不发生自持续燃烧。该试验研究为了解厚型有机玻璃顶棚在被引燃情况下的火灾蔓延特性及消防应急措施方面奠定了技术基础。

关键词：有机玻璃亚克力火灾试验燃烧火蔓延

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无人机水喷淋系统灭外墙火实验研究

无人机水喷淋系统灭外墙火实验研究

作者：王洪德沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

在无人机技术高速发展和建筑外墙火灾频发的大背景下,无人机在灭高层建筑火灾领域应用越发广泛,其中搭载喷淋系统的消防无人机由于其独特的优势将会成为高层建筑外墙火灾扑救的主要工具之一。本文旨在通过对建筑外墙典型保温材料的热解... 详细信息

在无人机技术高速发展和建筑外墙火灾频发的大背景下,无人机在灭高层建筑火灾领域应用越发广泛,其中搭载喷淋系统的消防无人机由于其独特的优势将会成为高层建筑外墙火灾扑救的主要工具之一。本文旨在通过对建筑外墙典型保温材料的热解、燃烧及火蔓延的基本特征进行实验研究,揭示保温材料竖直火蔓延规律,为无人机水喷淋灭火技术提供参考,设计优化适用于建筑外墙火灾场景的无人机水喷淋系统,为发展实际可行的消防无人机灭火救援提供指导。利用无人机水喷淋灭火平台开展实验并结合理论分析,初步探讨了水喷淋系统中不同工况下的灭火效果,论文主要研究工作和取得成果包括:采用理论分析方法,考虑了两种不同角度,计算了竖直向上火蔓延速度,从理论层面分析出扑灭建筑外墙火灾的侧重点。结合水喷淋与材料碰撞理论模型,分析了影响喷淋灭火的主要因素,得到了喷淋灭火过程中的液滴状态变化规律。通过小尺寸实验,研究了外墙材料聚苯乙烯的燃烧过程与热解特性,采用Flynn-Wall-Ozawa方法计算材料不同转化率的活化能,得到了影响建筑外墙火蔓延的主要因素。实验发现,影响竖直向下火蔓延的因素是液体熔融物,而影响竖直向上火蔓延的因素是火焰外焰。考虑了不同火源位置对立面火蔓延的影响,使用灰色关联度分析法综合评价得出材料中间着火为外墙立面火最不利着火位置。结合材料立面火蔓延规律,利用自行搭建的实验平台开展实验研究,考虑喷淋锥角、喷淋流率、喷头孔径、系统压力、喷头与火源距离、外加风对无人机水喷淋灭火效果的影响,得到水喷淋灭立面火灾的主要影响因素为喷淋流率、系统压力、喷淋倾角。研究发现:随着喷淋流率增加灭火时间缩短;随着压力增大灭火时间缩短;水喷淋角度向下倾斜30°时灭火效率最好。结合本文所得到实验结论和理论分析,设计了无人机水喷淋系统,对无人机水喷淋提出了变压式喷淋系统和喷头角度变换系统两点技术优化措施,并给出了消防无人机水喷淋系统设计原理图。

关键词：建筑外墙火灾火蔓延聚苯乙烯保温材料无人机水喷淋系统

建筑幕墙构型下聚氨酯保温材料逆流火蔓延行为研究

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建筑幕墙构型下聚氨酯保温材料逆流火蔓延行为研究

作者：李旺安徽建筑大学

学位级别：硕士

随着我国城市现代化建设的高速发展,新增建筑总量逐年上升,其中大部分属于高能耗建筑。高分子聚合物材料因保温隔热效果好、价格低廉和质量较轻等特点而被应用于建筑外立面保温,以达到降低建筑能耗的目的。与此同时,大部分高层建筑为满... 详细信息

随着我国城市现代化建设的高速发展,新增建筑总量逐年上升,其中大部分属于高能耗建筑。高分子聚合物材料因保温隔热效果好、价格低廉和质量较轻等特点而被应用于建筑外立面保温,以达到降低建筑能耗的目的。与此同时,大部分高层建筑为满足采光、美观和建筑空间等需求,通常采用建筑幕墙作为外围护结构。建筑外立面与幕墙之间会形成竖向夹层通道,稍有不慎可燃性外墙保温材料突遇明火或高温条件下被引燃发生火灾,燃烧产生的火羽流和有毒烟气将沿着幕墙夹层蔓延至其他楼层,火势将在幕墙夹层内以极短时间从着火点蔓延至建筑顶层,若扑救不及时,将会造成大规模的立体式火灾,甚至燃烧产生热辐射会引燃相邻建筑物,造成更大的火灾安全事故。由于现代高层建筑内外构造复杂、人员相对集中等特点,一旦火灾发生,不仅火灾扑救工作困难而且人员逃生难度大,从而危及人民生命财产安全。因此针对幕墙夹层受限空间内建筑保温材料火蔓延的影响规律及机理展开分析研究是非常有必要的。本文选取聚氨酯泡沫材料(Polyurethane,简称PU)作为实验材料,针对建筑幕墙的结构特点以及外墙保温材料的火蔓延特性,研制符合实际情况的燃烧平台进行小尺寸实验模拟。本文分别针对不同幕墙间距和不同幕墙倾斜角度两种工况开展聚氨酯泡沫保温材料火蔓延实验探究,并结合燃烧学、流体力学和传热学讨论分析建筑幕墙对聚氨酯泡沫火蔓延特性的影响规律。实验研究表明:自然对流条件下,无论幕墙存在与否,聚氨酯泡沫垂直逆流火蔓延过程中火焰前锋呈典型倒“V”型。在改变幕墙间距条件下,聚氨酯泡沫在火蔓延过程中质量损失近似呈线性减少趋势,燃烧过程相对稳定,在幕墙夹层内热反馈、烟囱效应和约束效应耦合作用下,聚氨酯泡沫质量损失速率随着幕墙间距的增加而减小,并在D=4cm达到峰值;幕墙的存在改变了火焰对空气卷吸方式和卷吸强度,在火蔓延中后期由于熔融滴落和非持续恒定的火焰卷吸耦合作用下,火焰高度在一定范围内波动,在幕墙诱导的拉伸效应和烟囱效应耦合影响下,导致有幕墙条件下的平均火焰高度均大于无幕墙条件下的平均火焰高度,且平均火焰高度随着幕墙间距的增加先上升后下降,在D=8cm时,平均火焰高度达到峰值,增加了火灾蔓延到其他楼层的危险性。同时,幕墙的存在限制了热量的扩散,幕墙反射和幕墙自身热辐射加强了对燃烧区的热反馈,导致有幕墙构型情况下的辐射热通量大于无幕墙辐射热通量,且在同一幕墙间距下,聚氨酯保温材料上方的辐射热通量小于下方辐射热通量。在较小幕墙间距下,幕墙夹层内积聚的热量随着火蔓延的进行逐渐增加,幕墙本身辐射随着火焰的炙烤逐渐变大,随着火蔓延的进行板材中心温度从上到下逐渐增大,在较大幕墙间距下,幕墙对板材表面温度影响较小,板材中心线温度基本保持一致。不同幕墙倾斜角度构型下,火焰高度变化规律与幕墙变距离条件下的火焰高度变化相似,均是随着幕墙倾斜角度的增加,平均火焰高度呈先上升后下降,且当幕墙倾斜角度为?=5时,平均火焰高度达到最大值;在火蔓延过程中,幕墙倾斜角度的增加削弱了幕墙的限制效应,加快了聚氨酯保温板材的熔融速率,熔融液在重力作用下而随机剥离燃烧区发生滴落现象,熔融率随着幕墙倾斜角度增加呈现增长趋势;熔融液的滴落直接减少了燃烧质量,加快了火蔓延速率,所以在火蔓延过程中,火蔓延速率随幕墙倾斜角度的增加整体呈增长趋势,与熔融率变化规律一致。熔滴液滴落到未燃区将形成新的点火源,从而形成多点火源同时蔓延情形,易形成上下立体式火蔓延,将对火灾扑救造成巨大的困难。对比发现同一种幕墙倾斜角度下,由于幕墙上端较下端与板材的距离较小,所以上端辐射热通量大于下端辐射热通量,不同幕墙角度下,同一位置的辐射热通量随幕墙倾斜角度的增大而减小;由于空气卷吸和燃烧充分程度的影响,板材上表面近域场温度规律为侧边温度高于中间温度。本文章研究结果为高层建筑幕墙受限构型下固体材料火蔓延行为的研究提供参考依据,并为建筑立面的防火设计和建筑幕墙的安装提供参考。图[32]表[5]参[74]

关键词：高层建筑保温材料建筑幕墙火蔓延受限空间

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释放消费意愿温火蔓延

数字商业时代 2013年第3期 112-113页

作者：周颖(采访) 车庆久(摄影)

鼓励消费金融产品创新，引导消费文化，完善游戏规则，这是启动消费金融的根本所在。

关键词：消费文化火蔓延产品创新游戏规则金融

微重力场中弱强迫流动作用下的固体表面火蔓延

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空气动力学学报 1996年第1期14卷 46-53页

作者：姜羲范维澄沈力平曾庆堂中国科学技术大学航天医学工程研究所

本文研究了微重力条件下固体可燃物表面的火焰传播过程。建立了火蔓延的三维非稳态数学物理模型，给出了微重力条件下燃烧过程中固体可燃物气化表面耦合效应的数学处理。运用数值模拟的方法，探讨微重力条件下燃烧过程的物理机理。研究... 详细信息

本文研究了微重力条件下固体可燃物表面的火焰传播过程。建立了火蔓延的三维非稳态数学物理模型，给出了微重力条件下燃烧过程中固体可燃物气化表面耦合效应的数学处理。运用数值模拟的方法，探讨微重力条件下燃烧过程的物理机理。研究了弱强迫流动对固体表面火蔓延过程的影响，揭示了微重力场中弱强迫流动作用下出现逆风火焰比顺风火焰旺盛的独特现象，并与正常重力场的计算结果作了对比。

关键词：微重力火蔓延强迫流动燃烧

微重力环境下典型热塑性材料的受热复杂相变行为研究

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微重力环境下典型热塑性材料的受热复杂相变行为研究

作者：张惠琪华侨大学

学位级别：硕士

近年来随着航空航天技术的不断发展,我国的航空航天工程得到了突飞猛进的进展。航天员在空间站执行任务的时间可以长达数月,因此空间站的安全保障至关重要。空间站中电子设备广泛使用航空导线,导线在发生火蔓延过程中,绝缘层会发生熔化... 详细信息

近年来随着航空航天技术的不断发展,我国的航空航天工程得到了突飞猛进的进展。航天员在空间站执行任务的时间可以长达数月,因此空间站的安全保障至关重要。空间站中电子设备广泛使用航空导线,导线在发生火蔓延过程中,绝缘层会发生熔化滴落的现象,迅速引燃周围可燃物,扩大火灾范围,造成重大火灾。空间站火灾防治已成为近年来人们关注的重要安全问题。前人已经在导线火蔓延研究取得了许多进展,但主要针对正常重力环境下进行实验研究和数值模拟。随着空间站的不断完善,对微重力环境下的实验研究和数值模拟受到广泛关注。本文旨在研究导线在热灾害高温条件下的相变行为,通过对不同材料,不同绝缘层厚度导线的复杂相变过程进行研究,揭示其变化规律,并对微重力环境下相变过程的演化机制展开研究,从而有效降低空间站火灾的危害。本文主要采用流体体积法和焓-孔介质法,利用多相流模型和凝固/熔化模型对导线的复杂相变过程进行数值计算,探究了导线熔化滴落过程的特点,得出熔化滴落的质量守恒和能量守恒方程。本文选取内芯为铜,材料为LDPE(低密度聚乙烯)和PP(聚丙烯),绝缘层厚度为0.5 mm、1 mm和3 mm的绝缘导线作为研究对象,建立水平放置导线的火蔓延三维模型。通过实验数据对模型进行有效性分析和准确度分析,最后通过模型数值计算结果分析了相变过程的变化规律,揭示了微重力环境下导线在受热熔融过程中复杂相变行为的影响规律。本文聚焦于材料性质、绝缘层厚度、表面张力、重力等因素对受热过程中电缆高聚物绝缘材料熔滴尺寸、滴落频率、平均液相分数以及热通量等特性的影响,并得到了相关的定量规律和定性关系。在相同工况下,随着绝缘层厚度的增加,熔滴的尺寸变大,滴落频率随之降低;在相同工况下,LDPE材料比PP材料的熔滴尺寸大,滴落频率更快;在相同工况下,相比正常重力环境,微重力环境下的熔滴尺寸更大,滴落频率会降低,极小熔滴的数量会逐渐增加,在接近失重环境时熔滴滴落行为消失。

关键词：火蔓延熔融滴落微重力环境多相流模型焓孔介质模型