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

1、所有的火災(zāi)都會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣。無論是兩個(gè)不同的火場，還是同一火場的不同時(shí)刻，煙氣的差別很大，成分也非常復(fù)雜，總體而言，火災(zāi)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?；馂?zāi)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(zāi)環(huán)境高溫、缺氧，對(duì)生命財(cái)產(chǎn)、以及生態(tài)環(huán)境都造成很大危害。同時(shí)高溫?zé)煔獾难杆倭鲃?dòng)和

2、蔓延，甚至有時(shí)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(kuò)大，因此，了解火災(zāi)煙氣的產(chǎn)生、特性和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)于火災(zāi)的研究和防治都具有重要的意義。 火災(zāi)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(shí)也受到煙氣生成和運(yùn)動(dòng)過程中各種有關(guān)因素的影響。在已進(jìn)行的研究工作中生物實(shí)驗(yàn)的比重最大，并積累了相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，而采用物理化學(xué)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(shí)驗(yàn)的研究

3、方法，也未單純從化學(xué)角度去分析煙氣成分，而采用了模擬實(shí)驗(yàn)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(gè)側(cè)間的組合結(jié)構(gòu)，進(jìn)行系統(tǒng)地研究，充分考慮普通建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際火災(zāi)的情形，以純自然通風(fēng)作為研究的背景工況，研制了小尺寸煙氣毒物遷移實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)多種建筑結(jié)構(gòu)的組合、多種通風(fēng)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(shí)驗(yàn)臺(tái)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(shí)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(duì)于煙氣向遠(yuǎn)距離處的遷移及煙氣在遠(yuǎn)距離處的危害性的影響進(jìn)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(yùn)用蜂寬理論對(duì)煙氣向遠(yuǎn)距離遷移的危害性進(jìn)行量化，揭示了峰寬時(shí)間的變化規(guī)律，結(jié)合了數(shù)值模擬軟件，分析了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算結(jié)果的差異，提出了對(duì)于數(shù)值模擬評(píng)價(jià)建筑火災(zāi)危害性需要注意的影響因素。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)對(duì)于處于遠(yuǎn)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?zé)煔鈱?duì)于吊頂材料作用的對(duì)比，進(jìn)一步揭示了不同吊頂材料對(duì)于煙氣危害性的影響，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)復(fù)合板類的木質(zhì)富氧材料有顯著地增強(qiáng)CO生成速率的作用。 并進(jìn)一步引入燃空比(Ф)這個(gè)無量綱參數(shù)，對(duì)純自然流動(dòng)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(shí)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(yàn)公式，但由于煙氣遷移過程中的復(fù)雜性，本文主要是針對(duì)CO的遷移進(jìn)行研究。 最后，對(duì)于煙氣危害性評(píng)價(jià)方面的研究，本文取得了較大進(jìn)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(shí)間變化的濃度變化的動(dòng)態(tài)煙氣危害性評(píng)價(jià)模型RRC模型，另外，本模型具有很好的擴(kuò)展性能，隨著火災(zāi)中疏散人員的生理反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)一步豐富，將會(huì)