自然通風狀況下的煙氣在典型建筑結(jié)構(gòu)中的遷移及危害性評價的研究.pdf

1、所有的火災都會產(chǎn)生大量的煙氣。無論是兩個不同的火場，還是同一火場的不同時刻，煙氣的差別很大，成分也非常復雜，總體而言，火災煙氣是由以下三類物質(zhì)組成的具有較高溫度的均勻混合物，即(1)氣相燃燒產(chǎn)物；(2)未完全燃燒的液、固相分解物和冷凝物微小顆粒；以及(3)未燃的可燃蒸汽和卷吸混入的大量空氣。火災煙氣中含有眾多的有毒和有害成分、腐蝕性成分以及顆粒物等，加之火災環(huán)境高溫、缺氧，對生命財產(chǎn)、以及生態(tài)環(huán)境都造成很大危害。同時高溫煙氣的迅速流動和

2、蔓延，甚至有時其中摻混著一定的未燃可燃蒸汽，很容易引起火勢的迅速蔓延和擴大，因此，了解火災煙氣的產(chǎn)生、特性和運動規(guī)律，對于火災的研究和防治都具有重要的意義。 火災煙氣的產(chǎn)生、特性、蔓延和控制等主要依賴于可燃物性質(zhì)、燃燒狀況以及建筑結(jié)構(gòu)等，同時也受到煙氣生成和運動過程中各種有關(guān)因素的影響。在已進行的研究工作中生物實驗的比重最大，并積累了相當?shù)臄?shù)據(jù)，而采用物理化學方法分析煙氣成分濃度的技術(shù)條件要求較高，因此本文既未沿襲生物實驗的研究

3、方法，也未單純從化學角度去分析煙氣成分，而采用了模擬實驗結(jié)合相關(guān)理論分析的方法研究煙氣的危害性。本文選取了典型的建筑單元結(jié)構(gòu)，狹長走廊和多個側(cè)間的組合結(jié)構(gòu)，進行系統(tǒng)地研究，充分考慮普通建筑結(jié)構(gòu)實際火災的情形，以純自然通風作為研究的背景工況，研制了小尺寸煙氣毒物遷移實驗臺，可以實現(xiàn)多種建筑結(jié)構(gòu)的組合、多種通風方式的組合和一些用于研究抑制措施作用下的煙氣遷移的接口。在此實驗臺上主要開展了不同建筑結(jié)構(gòu)下的煙氣遷移特性研究，不僅考慮了局部的煙氣

4、變化，同時考慮了整體的建筑結(jié)構(gòu)中的煙氣分布，尤其是燃燒間到狹長走廊的不同開口大小對于煙氣向遠距離處的遷移及煙氣在遠距離處的危害性的影響進行了系統(tǒng)研究，我們發(fā)現(xiàn)了小開口下煙氣在狹長走廊遷移過程中的特殊變化趨勢，并運用蜂寬理論對煙氣向遠距離遷移的危害性進行量化，揭示了峰寬時間的變化規(guī)律，結(jié)合了數(shù)值模擬軟件，分析了實驗和數(shù)值計算結(jié)果的差異，提出了對于數(shù)值模擬評價建筑火災危害性需要注意的影響因素。實驗中發(fā)現(xiàn)對于處于遠距離非火源房間中的煙氣危害性

5、，其和火源房間到狹長走廊之間的開口大小存在密切的關(guān)系，離火源房間的距離影響不大。另外，煙氣的生成和環(huán)境材料的作用，本文主要是考慮不同吊頂材料作用下的煙氣危害性變化，并初步通過單純熱作用和高溫煙氣對于吊頂材料作用的對比，進一步揭示了不同吊頂材料對于煙氣危害性的影響，實驗中發(fā)現(xiàn)復合板類的木質(zhì)富氧材料有顯著地增強CO生成速率的作用。 并進一步引入燃空比(Ф)這個無量綱參數(shù)，對純自然流動下的室內(nèi)煙氣生成及狹長走廊結(jié)構(gòu)中的煙氣遷移描述。揭

6、示了燃燒間Ф的變化趨勢，分析了Ф和時間及濃度之間的關(guān)系，初步得到了燃空比和燃燒間和狹長走廊中的濃度峰值的經(jīng)驗公式，但由于煙氣遷移過程中的復雜性，本文主要是針對CO的遷移進行研究。 最后，對于煙氣危害性評價方面的研究，本文取得了較大進展，建立起來考慮了人的呼吸狀況、人員的疏散路徑和沿著疏散路徑上隨著時間變化的濃度變化的動態(tài)煙氣危害性評價模型RRC模型，另外，本模型具有很好的擴展性能，隨著火災中疏散人員的生理反應數(shù)據(jù)進一步豐富，將會