當(dāng)前對(duì)建筑外部火災(zāi)的研究主要集中在火焰高度及開(kāi)口對(duì)于溢流火的影響等,對(duì)于開(kāi)口外部各方向影響的對(duì)比研究較少。采用FDS火災(zāi)模擬軟件對(duì)開(kāi)口建筑火災(zāi)進(jìn)行模擬,討論了室外豎直、橫向、徑向3個(gè)典型方向上外部輻射強(qiáng)度的變化規(guī)律及差別。結(jié)果表明,3個(gè)方向受火源功率和距離的影響從大到小依次為豎直、橫向、徑向。其中豎直方向符合半高斯分布,最大輻射值降至一半所需高度由2 MW的0.9 m擴(kuò)大為8 MW的4.4 m;橫向符合高斯分布,火焰波動(dòng)導(dǎo)致兩側(cè)輻射值非完全對(duì)稱;著火房間上層徑向輻射強(qiáng)度和距離成反比例函數(shù)分布,且與Q-1500AH^1/2的0.65次方相關(guān)。 

【文章來(lái)源】：安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2020,20(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

室內(nèi)實(shí)際火源功率隨時(shí)間變化

試驗(yàn)設(shè)置的著火建筑為一普通無(wú)陽(yáng)臺(tái)住宅建筑模型，見(jiàn)圖2。房間尺寸為3 m×4 m×3 m，窗戶尺寸為1.2 m×1 m。房間內(nèi)可燃物為木式家具，著火溫度為260℃。著火點(diǎn)設(shè)置在靠近窗口處，點(diǎn)火源面積隨火源功率的增加而增加。環(huán)境風(fēng)為0，建筑物外的區(qū)域邊界均設(shè)定為開(kāi)放環(huán)境。分別在x、y、z軸3個(gè)方向布置了輻射探測(cè)點(diǎn)，以窗口中心為0點(diǎn)，x軸(徑向)每隔0.5 m設(shè)置探測(cè)點(diǎn)，共17個(gè);y軸(橫向)在建筑寬度范圍內(nèi)每隔2 m設(shè)置探測(cè)點(diǎn)，每層11個(gè);z軸(豎直)在建筑高度范圍內(nèi)每隔0.5 m設(shè)置探測(cè)點(diǎn)，共19個(gè)。最終各測(cè)點(diǎn)輻射值取室內(nèi)火災(zāi)穩(wěn)定燃燒階段平均值。強(qiáng)熱輻射條件可以造成人惡心嘔吐甚至呼吸衰竭等情況，也會(huì)引燃可燃物發(fā)生二次火災(zāi)，以3類常見(jiàn)火災(zāi)危害作為參考條件給出臨界安全距離參考:人體皮膚在6.4 k W/m2的熱輻射條件下暴露8 s后產(chǎn)生疼痛感[16];在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家12.6 k W/m2被認(rèn)定為木材點(diǎn)燃的臨界輻射值，在該強(qiáng)度下放置20min的木材可被小火星引燃;日用家居著火的臨界輻射強(qiáng)度為20 k W/m2。

著火層與其上層建筑之間沒(méi)有陽(yáng)臺(tái)、挑檐等防火措施，煙氣流出室外后，火焰將向墻體傾斜，并在垂直方向延展，形成“火舌”，成為外部輻射的來(lái)源之一，見(jiàn)圖3。窗口中線處于內(nèi)外流動(dòng)的混合區(qū)域，熱輻射通量比穩(wěn)定流動(dòng)的窗沿處低，窗戶上方0.5m高度處為豎直方向輻射最高點(diǎn)。從圖4 (a)中可見(jiàn)，窗戶正中0.5 m高度往上，輻射強(qiáng)度降低，衰減幅度也隨著距離的增加而逐步減小;隨著火源功率增加，同一測(cè)點(diǎn)的輻射強(qiáng)度增長(zhǎng)速率先減后增。在火源功率為2 MW條件下，火災(zāi)主要在房間內(nèi)蔓延，對(duì)于外部環(huán)境的輻射影響可以忽略。隨著火源功率增大，室內(nèi)空氣更快耗盡，火焰經(jīng)由窗口向建筑外部蔓延，火焰高度成為輻射強(qiáng)弱的影響因素之一。Thomas等[3]提出的在假定火焰寬度不變的條件下，描述通風(fēng)口噴射火焰高度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為式中Zf為火焰高度，m;R為燃燒速率，kg/s;W為窗口寬度，m;h為窗口高度，m。


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