高架倉(cāng)庫(kù)滅火系統(tǒng)實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著物流業(yè)在中國(guó)的迅速發(fā)展，倉(cāng)庫(kù)需求量迅猛增加。高架倉(cāng)庫(kù)由于具有空間利用率高、投資少、建設(shè)快等特點(diǎn)，被廣泛用于大宗物流貨品的保管和儲(chǔ)存。然而高架倉(cāng)庫(kù)的建筑和儲(chǔ)存特點(diǎn)導(dǎo)致其火災(zāi)危險(xiǎn)性遠(yuǎn)大于普通倉(cāng)庫(kù)，因此高架倉(cāng)庫(kù)的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究日益受到重視。
　　本文采用了實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式對(duì)早期抑制快速響應(yīng)(ESFR)自動(dòng)滅火系統(tǒng)、閉式高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)、開(kāi)式低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)以及噴灑型自動(dòng)射流滅火系統(tǒng)在高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)中的滅火性

2、能進(jìn)行了研究。
　　在實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)研究方面，目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)高架倉(cāng)庫(kù)滅火系統(tǒng)的實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)研究主要集中于ESFR噴頭等少數(shù)幾種滅火系統(tǒng)，缺少針對(duì)不同滅火系統(tǒng)滅火性能的比較。因此，本文開(kāi)展不同滅火系統(tǒng)在高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)中滅火性能的研究。實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)依托于科大立安公司細(xì)水霧綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室搭建的高架倉(cāng)庫(kù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并采用GB5135.9-2006《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第9部分早期抑制快速響應(yīng)(ESFR)噴頭》規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件，該實(shí)驗(yàn)條件與美國(guó)FM G

3、lobal實(shí)驗(yàn)室以及天津消防研究所開(kāi)展的高架倉(cāng)庫(kù)實(shí)體火災(zāi)的實(shí)驗(yàn)條件類似。在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，本文分別開(kāi)展了ESFR自動(dòng)滅火系統(tǒng)、閉式高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)、開(kāi)式低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)以及噴灑型自動(dòng)射流滅火系統(tǒng)撲救高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)的實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中詳細(xì)記錄了噴頭工作壓力、實(shí)驗(yàn)點(diǎn)火時(shí)間、開(kāi)始噴水時(shí)間、滅火時(shí)間及燃燒物的損失量，分析了火場(chǎng)溫度、熱輻射強(qiáng)度以及噴頭流量數(shù)據(jù)，并對(duì)各滅火系統(tǒng)在高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)中的適用性、輻射熱、貨物損失量、滅火所用時(shí)間以及滅火

4、系統(tǒng)用水量進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)在本文實(shí)驗(yàn)條件和限定的倉(cāng)庫(kù)高度以及貨架高度條件下，ESFR自動(dòng)滅火系統(tǒng)和開(kāi)式低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)能夠有效保護(hù)高架倉(cāng)庫(kù)，閉式高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)和噴灑型自動(dòng)射流滅火系統(tǒng)不能保證高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)時(shí)的安全;(2)對(duì)于儲(chǔ)存易燃物、一般材料或難燃材料的高架倉(cāng)庫(kù)，ESFR自動(dòng)滅火系統(tǒng)均可以保證其發(fā)生貨架火災(zāi)時(shí)，火焰不會(huì)蔓延至相鄰貨架間，而低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)對(duì)于儲(chǔ)存易燃物的高架倉(cāng)庫(kù)無(wú)法限制其火焰蔓延;(3) ES

5、FR自動(dòng)滅火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中貨架紙箱幾乎全部損毀，開(kāi)式低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中燒毀紙箱僅占所有紙箱的30％，且細(xì)水霧對(duì)貨品造成的水漬損失小，因此采用低壓細(xì)水霧系統(tǒng)滅火可以有效降低高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)時(shí)的貨物損失量;(4)通過(guò)對(duì)比ESFR自動(dòng)滅火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與開(kāi)式低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩種滅火系統(tǒng)撲滅貨架火災(zāi)所用時(shí)間相差較小;(5)低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)撲滅高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)所需的水量不到ESFR自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的15％。
　　通過(guò)實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)，得出了在

6、限定的倉(cāng)庫(kù)高度和貨架高度條件下，ESFR自動(dòng)滅火系統(tǒng)和開(kāi)式低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)能夠有效保護(hù)高架倉(cāng)庫(kù)。本文在數(shù)值模擬研究部分針對(duì)這兩種滅火系統(tǒng)在高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)中的適用性問(wèn)題做了進(jìn)一步分析。本文在實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)火災(zāi)模擬軟件，搭建了FDS模型。數(shù)值模擬首先驗(yàn)證了模型相對(duì)實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)的適用性，然后改變火源的位置，模擬火源在貨架第三層以及第四層底部的工況，以研究對(duì)于不同火源位置的高架倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)，這兩種滅火系統(tǒng)是否仍適用。模擬結(jié)果表明:(1)F