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第一篇　消防基礎知識

第三節(jié)建筑火災發(fā)展及蔓延的機理

一、建筑火災蔓延的傳熱基礎

熱量傳遞有三種基本方式，即熱傳導、熱對流和熱輻射。

（一）熱傳導

熱傳導又稱導熱，屬于接觸傳熱，是連續(xù)介質(zhì)就地傳遞熱量而又沒有各部分之間相對的宏觀位移的一種傳熱方式。在固體內(nèi)部，只能依靠導熱的方式傳熱；在流體中，盡管也有導熱現(xiàn)象發(fā)生，但通常被對流運動所掩蓋。

表1-2-1  一些常用材料的導熱系數(shù)

（二）熱對流

熱對流又稱對流，是指流體各部分之間發(fā)生相對位移，冷熱流體相互摻混引起熱量傳遞的方式。由于流體中存在溫度差，所以也必然存在導熱現(xiàn)象，但導熱在整個傳熱中處于次要地位。工程上常把具有相對位移的流體與所接觸的固體表面之間的熱傳遞過程稱為對流換熱。

一般來說，建筑發(fā)生火災過程中，通風孔洞面積越大，熱對流的速度越快；通風孔洞所處位置越高，對流速度越快。熱對流對初起火災的發(fā)展起重要作用。

（三）熱輻射

輻射是物體通過電磁波來傳遞能量的方式。與導熱和對流不同的是，熱輻射在傳遞能量時不需要互相接觸即可進行。最典型的例子是太陽向地球表面?zhèn)鬟f熱量的過程。

二、建筑火災煙氣的流動過程

火災發(fā)生在建筑內(nèi)時，煙氣流動的方向通常是火勢蔓延的一個主要方向。500℃以上熱煙所到之處，遇到的可燃物都有可能被引燃。

（一）煙氣流動的路線及特點

建筑發(fā)生火災時，煙氣擴散蔓延主要呈水平流動和垂直流動。

1. 著火房間內(nèi)的煙氣流動

描述室內(nèi)煙氣流動特點和規(guī)律涉及幾個重要的概念，包括煙氣羽流、頂棚

射流、煙氣層沉降 。

（1）煙氣羽流。

燃燒中，火源上方的火焰及燃燒生成的流動煙氣通常稱為火羽流。而火焰區(qū)上方為燃燒產(chǎn)物即煙氣的羽流區(qū)，其流動完全由浮力效應控制，一般稱其為煙氣羽流或浮力羽流。由于浮力作用，煙氣流會形成一個熱煙氣團，在浮力的作用下向上運動，在上升過程中卷吸周圍新鮮空氣與原有的煙氣發(fā)生摻混。

（2）頂棚射流。當煙氣羽流撞擊到房間的頂棚后，沿頂棚水平運動，形成一個較薄的頂棚射流層，稱為頂棚射流。由于它的作用，使安裝在頂棚上的感煙探測器、感溫探測器和灑水噴頭產(chǎn)生響應，實現(xiàn)自動報警和噴淋滅火。

研究表明，假設頂棚距離可燃物的垂直高度為H，多數(shù)情況下頂棚射流層的厚度約為距離頂棚以下高度H的5%-12%，而頂棚射流層內(nèi)最大溫度和最大速度出現(xiàn)在距離頂棚以下高度H的1%處。頂棚射流的最大溫度和最大速度值是估算火災探測器和噴頭熱響應的重要基礎。

（3）煙氣層沉降。

發(fā)生火災時，應設法通過打開排煙口等方式，將煙氣層限制在一定高度內(nèi)。否則，著火房間煙氣層下降到房間開口位置，如門 、 窗或其他縫隙時，煙氣會通過這些開口蔓延擴散到建筑的其他地方。

2. 走廊的煙氣流動

3. 豎井中的煙氣流動

走廊中的煙氣除了向其他房間蔓延外，還要向樓梯間、電梯間、豎井、通風管道等部位擴散，并迅速向上層流動。   

對于開口截面積較大的建筑，相對于浮力所引起 的壓差而言，氣體在豎井內(nèi)流動的摩擦阻力可以忽略不計，由此可認為豎井內(nèi)氣體流動的驅(qū)動力僅為浮力。

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