火灾释热速率

1、火灾中的释热速率1.热释放速率的确定2.锥形量热计3.家具量热计4.释热速率的估算方法5.设定火灾功率1.热释速率的确定热释速率的确定 释热速率是表示火灾发展的主要参数。 理论上，只要知道火灾中可燃物的质量燃烧速率就能够按照下士计算释放速率： Q=mH 可通过试验来认识典型物品的火灾燃烧特性，并根据估计特定火灾中的释热速率 火灾试验是一种破坏性试验。家具、衣服等物品一旦经过火烧基本上边彻底报废，因此全尺寸火灾试验的耗费相当大，一般只能进行有限度的全尺寸火灾试验，应当充分利用已经的得到室内常用物品的燃烧性能数据。2.锥形量热计锥形量热计 锥形量热计是美国建筑与火灾研究所巴布劳斯卡斯等人开发的专门

2、用于测量热速率的仪器，后来又做了扩展，还可用于测量烟气浓度及CO和CO 的生成速率。 利用锥形量热计来测量材料火灾特性的国际标准ISO5660-93 锥形量热计的原理是氧气消耗测热法（氧耗法）测定释热速率。 该法的依据是：在燃烧大多数天然有机材料、塑料、橡胶等物品时，毎消耗1m的氧气大约放出17.2106J的热量（或毎消耗1Kg氧气约放出13.1106J的热量）。也就是说，上述材料燃烧放出的热量与消耗氧量有关，其精度在5以内。 锥形量热计使用前应当进行标定，标定材料用厚度为25的黑色聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。这种材料的材质均匀，燃烧稳定，当加热到300以上时，几乎完全分解为易燃气体，黑色则

3、可保证吸热性能稳定。试验表明：PMMA燃烧过程的再现性很好。 在此之前，采用甲烷燃烧器（蜂巢式喷嘴）来校正量热计，因为甲烷火焰的发热量稳定（50MJ/kg），可根据其释热速率来得到氧气的浓度变化，与实测值进行比较，从而对锥形量热计进行校正。l下面是多种材料的释热速率曲线，从图中知，许多材料的释热速率是不均匀的，因此，常用平均值和峰值两个参数来表示材料的释热速率特征。若干材料的释热速率曲线3.家具量热计家具量热计 锥形量热计特点：（1）使用范围只能测定小试样。（2）建筑物内使用的物品基本为大件；同时材料组分比较多样，锥形量热计无法使用。 家具量热计：锥形量热计进一步发展，其可测定家具等室内物品和

4、堆放的物品。家具量热计测量的数据很接近实际火灾环境的结果，因此很有使用价值。家具量热仪简图衣橱的释热速率及有关参数4.释热速率的估算方法释热速率的估算方法 物品的热释放速率的变化规律很难用一定公式表示，但是了解峰值也很重要。l两种估算方法： 一种是基于试验数据得到的 q=0.63qbFfFmFs 其中，qb为试验得到的热释放速率；Fm为可燃物质质量因子；Ff为框架因子；Fs为样式因子。l另一种基于现场使用材料的性能数据得到 q=210FcFpFfFmFs 其中，Fc为材料性质因子；Fp为填料因子。5.设定火灾功率设定火灾功率l在设计新建筑或分析现有建筑的火灾安全状况时，建筑物内可能发生火灾的释

5、热速率是决定火灾发展及火灾危害的主要参数，也是采取消防对策的基本依据，因此具有重要意义。l但是这些建筑物内并没有发生火灾，释热状况是人们根据对火灾燃烧的认识（主要是对可燃物特性的认识）假设的。此参数设定的越合理，所设计消防设施的有效性和经济性就越好。l现在常称这种工作为设定火灾功率。 l 火灾初期的释热速率是控制火灾主要关心的问题。由前面讨论的多种物品的释热速率曲线可见，从起火到旺盛燃烧阶段，释热速率大体按指数规律增长，这可用下面的方程描述： Q=（t-t0）22 火灾增长系数；t点火后的时间；t0开始有效燃烧所需的时间火灾增长的模型l通常在研究中不考虑火灾的前段酝酿期，即认为火灾从出现有效燃

6、烧时就算起，于是释热速率公式可写为： Q=t2关于火灾增长系数，纳尔森指出，火灾的初期增长可分为慢速、中速、快速、超快速四种类型，见下图。火灾增长的四种形式l上述各类火灾增长系数依次是0.002931、0.01127、0.04689、0.1878.l池火、快速沙发火大致为超快速型；纸箱、板条架燃烧属于快速型；棉花如聚酯纤维弹簧床燃烧为中速型。l有些可燃物按t2规律燃烧一段时间后，释热速率便趋向于某一确定值，例如泄漏气体的射流火、油池火、某些热塑料火等，其释热速率随时间的变化见下图。火灾由快速增长到稳定燃烧的曲线l建筑火灾中往往是一件物品先着火，再引燃其周围的其他物品从而逐渐扩大的，室内物品的搭配形式多种多样，不可能逐一通过试验来确定其燃烧速率，但可以根据有关数据对物品的组合状况下的燃烧速率做出估计。l例如，如果大体知道某建筑内物品的释热速率，及起火源与其他物品被引燃的时间就能够将他们的释热速率曲线按点燃的时间叠加起来，从而得到总的释热速率，见下图。三件物品依次着火的总释