【摘 要】
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建筑外墙火灾是城市灾害之一,燃烧物多为外墙有机保温板。水喷淋作为目前一种成熟的灭火技术,对火势的发展有很好的抑制作用,但是其对高层建筑外墙火灾防控的工程应用还不常见,探究水喷淋对外墙火灾灭火规律对外墙水喷淋发展具有重大意义。本文采用实验研究与理论分析相结合的方法,以典型外墙保温材料聚苯乙烯为例,建立小尺寸燃烧试验台,通过改变喷头水平距离、倾斜角度研究水喷淋系统单个喷头对竖向火灾的灭火规律及保护范围
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建筑外墙火灾是城市灾害之一,燃烧物多为外墙有机保温板。水喷淋作为目前一种成熟的灭火技术,对火势的发展有很好的抑制作用,但是其对高层建筑外墙火灾防控的工程应用还不常见,探究水喷淋对外墙火灾灭火规律对外墙水喷淋发展具有重大意义。本文采用实验研究与理论分析相结合的方法,以典型外墙保温材料聚苯乙烯为例,建立小尺寸燃烧试验台,通过改变喷头水平距离、倾斜角度研究水喷淋系统单个喷头对竖向火灾的灭火规律及保护范围。此外,对所得数据进行拟合,验证Craig Beyler提出的通用水灭火模型适用于立面火灾下的本试验台。对于水滴穿过火焰层效率补充修正系数τ,给出适用于立面火灾下的水灭火数学模型。开展了水幕系统灭立面火灭火过程的模拟并与部分试验结果进行了对比验证。研究分析了水幕喷头在不同高度、风速、流量系数、喷头水平距离,倾斜角度、环境温度条件下的灭火效果和燃烧材料表面温度变化情况。通过仿真结果发现流量系数越大、环境温度越低、喷淋作用墙面高度越贴近预燃区域,灭火所需时间越短;单个喷头竖向最大保护高度为12m;风速低于5.4m/s时,喷淋系统开启300s内各观测点温度均低于材料燃点。最后根据研究得到的水喷淋对竖向火灾的抑制规律,对上海某建筑外墙喷淋系统进行优化。对比优化前后烟气层及材料表面温度变化、hrr增长速率和各楼层外墙温度降至300℃所需时间,结果表明:优化后灭火时间显著减少,保护高度提高至30m。
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