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上悬窗条件下通风控制腔室火灾温度的实验研究

2021-08-02张晓磊孙协鹏胡隆华

火灾科学 2021年1期

杨 勇,张晓磊,孙协鹏,胡隆华

(中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥,230026)

0 引言

室内发生火灾之后,一般经历三个过程:第一是火灾初期增长阶段,此时空气充足,燃料能够在室内充分燃烧,火灾处于“燃料控制阶段”,即火灾的严重程度取决于室内的燃料数量。第二,随着火区的扩大与火势的增长,火灾过渡到了充分燃烧阶段。但随着室内氧气的不断消耗,造成了从燃烧室开口进入室内的氧气供给不足,此时火灾由“燃料控制阶段”发展到“通风控制阶段”,通风条件的好坏将决定室内火灾的发展。第三,随着燃料逐渐消耗殆尽,火灾进入到减弱阶段并缓慢熄灭[1]。腔室火灾对人的危害主要表现在火焰、烟气与室内温度上,因此科学认识腔室火灾内部温度随火灾发展的演化规律,对于保障人们的生命财产安全具有重要的意义[2-12]。

长久以来,国内外大量的学者针对腔室室内温度进行了研究。在国外McCaffrey等[2]最早提出了室内温度的预测公式,Foote等[3]通过实验研究了强制通风对于室内温度的影响。Deal和Beylert[4]开展了腔室火灾实验,基于腔室内的能量守恒定律,结合进出腔室的气体质量流率,得出了室内温度预测公式。Mowrer和Williamson[5]则考虑了火源在墙角或靠近边墙时的情形,对室内温度模型进行了修正。Delichatsios等[6]和Babrauskas等[7,8]则建立了适用于“燃料控制”与“通风控制”阶段的温度模型。在国内,张超和李国强[9]利用FDS开展了建筑大空间火灾模拟,并提出了温升的简单计算公式。Tang等[10]以倾斜挡墙模拟斜坡,研究了建筑毗邻斜坡时腔室火灾的温度分布。……

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