典型火灾及烟气蔓延过程分析

1、自学自学 起火起火全面发展全面发展 熄灭熄灭 轰燃轰燃 着火后的三种情形着火后的三种情形 火自发燃烧，未蔓火自发燃烧，未蔓 延到其他可燃物质延到其他可燃物质 通风不足，火熄灭，通风不足，火熄灭， 或者以很慢的速率或者以很慢的速率 继续燃烧继续燃烧 可燃物足够，通风可燃物足够，通风 条件良好，发展到条件良好，发展到 整个房间，所有表整个房间，所有表 面都在燃烧面都在燃烧 （1）火灾燃烧范围不大，火灾仅限于初始起火点附火灾燃烧范围不大，火灾仅限于初始起火点附 近；近； （2）室内温度差别大，在燃烧区域及其附近存在高）室内温度差别大，在燃烧区域及其附近存在高 温，室内平均温度低；温，室内平均温度低；

2、 （3）火灾发展速度较慢，在发展过程中，火势不稳）火灾发展速度较慢，在发展过程中，火势不稳 定；定； （4）火灾发展时间因点火源、可燃物性质和分布、）火灾发展时间因点火源、可燃物性质和分布、 通风条件影响长短差别很大。通风条件影响长短差别很大。 （1）轰燃（）轰燃（Flashover）是室内火灾最显著的特征之）是室内火灾最显著的特征之 一，它标志着火灾全面发展阶段的开始，房间内局部一，它标志着火灾全面发展阶段的开始，房间内局部 燃烧向全室性燃烧过渡。燃烧向全室性燃烧过渡。 （2）室内火灾进入全面发展阶段后，可燃物）室内火灾进入全面发展阶段后，可燃物 猛烈燃烧，燃烧处于稳定期，可燃物的燃烧速猛烈

3、燃烧，燃烧处于稳定期，可燃物的燃烧速 度接近定值，火灾温度上升到最高点。度接近定值，火灾温度上升到最高点。 （3）火灾全面发展阶段的时间主要取决于可燃）火灾全面发展阶段的时间主要取决于可燃 物的燃烧性能、可燃物数量和通风条件，而与物的燃烧性能、可燃物数量和通风条件，而与 起火原因无关。起火原因无关。 （1）建筑结构的耐火性能显得格外重要）建筑结构的耐火性能显得格外重要.人们在建筑人们在建筑 设计时，应注意选用耐火性能好，耐火时间长的结构，设计时，应注意选用耐火性能好，耐火时间长的结构， 以便加强防火安全。以便加强防火安全。 （2）为减少火灾损失，阻止热对流，限制燃烧面积）为减少火灾损失，阻止热

4、对流，限制燃烧面积 扩大，建筑物应有必要的防火分隔措施。扩大，建筑物应有必要的防火分隔措施。 （3）轰燃之前人员全部撤离。）轰燃之前人员全部撤离。 （1 1）在火灾全面发展阶段的后期，随着室内可燃物）在火灾全面发展阶段的后期，随着室内可燃物 的挥发物质不断减少，以及可燃物数量的减少，火灾的挥发物质不断减少，以及可燃物数量的减少，火灾 燃烧速度递减，温度逐渐下降。当室内平均温度降到燃烧速度递减，温度逐渐下降。当室内平均温度降到 最高温度的最高温度的80%80%时则认为火灾进入熄灭阶段。时则认为火灾进入熄灭阶段。 （2 2）实验发现：室内温度衰减的速度与火灾持续时）实验发现：室内温度衰减的速度与火

5、灾持续时 间的关系是，火灾持续时间越长，其衰减速度越慢。间的关系是，火灾持续时间越长，其衰减速度越慢。 火灾持续时间在火灾持续时间在1h1h以内，室内火灾温度衰减速度在以内，室内火灾温度衰减速度在 12/min12/min；大于；大于1h1h，其衰减速度为，其衰减速度为8/min8/min。 火源 顶棚射流顶棚射流 热烟气层热烟气层 定义：火源上方的火焰及烟气通称为火羽流定义：火源上方的火焰及烟气通称为火羽流 McCaffreyMcCaffrey（19791979）的三区域模型）的三区域模型 平均火焰高度：指的是间歇性函数平均火焰高度：指的是间歇性函数I(Z)I(Z) 的值降为的值降为0.50

6、.5时时 所对应的可燃物表面以上的火焰高度。所对应的可燃物表面以上的火焰高度。 火焰高度：在某一高度位置上存在的时间分数，在持火焰高度：在某一高度位置上存在的时间分数，在持 续区内其值为续区内其值为1 1，随着高度的增加进入间断火焰区，随着高度的增加进入间断火焰区， 其值逐渐减小，最终趋于其值逐渐减小，最终趋于0 0。 1 5 1.0215.6 L N D Heskestad等分析了多种来源的实验数据，给出了如等分析了多种来源的实验数据，给出了如 下描述无量纲火焰高度表达式：下描述无量纲火焰高度表达式： D为火源直径，对于非圆火源可采用等效直径，为火源直径，对于非圆火源可采用等效直径，N 为一

7、无量纲参数，其定义式为为一无量纲参数，其定义式为 2 225 (/ ) p A c c T Q N gHrD (5.2) (5.1) 适用条件：适用条件： Heskestad认为上式适用范围为认为上式适用范围为 2/5 7/700QD kW2/5/m。 将式（将式（5.3）带入式（）带入式（5.1）可得火焰高度的）可得火焰高度的 表达式如下表达式如下 2/5 1.02 A LDQ (5.4) 由于燃烧消耗单位质量空气所放出的热量由于燃烧消耗单位质量空气所放出的热量 对于不同可燃物变化不大，故系数对于不同可燃物变化不大，故系数 / T Hk 的变化范围相应很窄。对于大部分气体和液体的变化范围相应

8、很窄。对于大部分气体和液体 和固体燃料，可设定和固体燃料，可设定 m/kW-2/5。 0.235 1/5 22 15.6 (/) p T c T gHk (5.3) 合并参数合并参数 【例例5-15-1】燃烧燃烧1.071.07* *1.07m1.07m2 2、排列紧密的木垛，其释热速、排列紧密的木垛，其释热速 率为率为2600kW2600kW。假设不存在内部燃烧情况，估算该木垛燃烧。假设不存在内部燃烧情况，估算该木垛燃烧 的平均火焰高度。的平均火焰高度。 【解解】木垛的折算直径为木垛的折算直径为 1/2 2 4 1.07 1.21D 取系数取系数 m mkWkW-2/5 -2/5，由方程（

9、，由方程（5-45-4）可得：）可得：0.235 2/5 1.02 1.210.23526004.22L 在火羽流热浮力的驱动下，顶棚表面下部薄层中在火羽流热浮力的驱动下，顶棚表面下部薄层中 流动相对较快的气流称之为顶棚射流，它是在可燃流动相对较快的气流称之为顶棚射流，它是在可燃 物上方的火羽流在上升碰到顶棚后，热烟气由垂直物上方的火羽流在上升碰到顶棚后，热烟气由垂直 流动改变水平流动，并沿顶棚下部向四周蔓延这个流动改变水平流动，并沿顶棚下部向四周蔓延这个 过程中产生的。过程中产生的。 在多数情况下顶棚射流的厚度为顶棚高度的在多数情况下顶棚射流的厚度为顶棚高度的 5%5%12%12%，而在顶棚

10、射流内最大温度和速度出现在，而在顶棚射流内最大温度和速度出现在 顶棚以下顶棚高度的顶棚以下顶棚高度的1%1%处。这对于火灾探测器和灭处。这对于火灾探测器和灭 火喷头的安装具有特殊意义，如果它们被安装在上火喷头的安装具有特殊意义，如果它们被安装在上 述区域以外，则其实际感受到的烟气温度和速度就述区域以外，则其实际感受到的烟气温度和速度就 会低于预期值。会低于预期值。 顶棚射流中的最大温度和速度估算是火灾探测器和灭顶棚射流中的最大温度和速度估算是火灾探测器和灭 火喷头热响应的重要基础。火喷头热响应的重要基础。 顶棚射流的温度和速度（稳态火灾）顶棚射流的温度和速度（稳态火灾） 2/3 5/3 16.

11、9 A Q TT H /0.18r H /0.18r H 1/3 0.96 A Q U H 1/3 5/6 / 0.195 / A QH U r H /0.15r H /0.15r H 最大温度最大温度 最大速度最大速度 (5.5) (5.6) (5.7) (5.8) 2/3 / 5.38 A Qr TT H H和和r分别代表顶棚高度和以羽流撞击点为中心的径向距离，分别代表顶棚高度和以羽流撞击点为中心的径向距离，m 当火焰高度L小于可燃物表面至顶棚间 的高度H时，Alpert理论可以比较合理 地估算以羽流在顶棚处的撞击点为圆 心（羽流中心线与顶棚的交点），顶 棚高度的12倍为半径的区域内的顶

12、棚射流的厚度、速度以及温度。 以上表达式对应着两个流动特点不同的区域。以上表达式对应着两个流动特点不同的区域。 式（式（5.5）和（）和（5.7）对应于撞击点附近烟气羽）对应于撞击点附近烟气羽 流转向的区域，在这一区域内，最大温度和最流转向的区域，在这一区域内，最大温度和最 大流速与径向距离无关。式（大流速与径向距离无关。式（5.6）和（）和（5.8） 对应于烟气转向后水平流动的区域，在这一区对应于烟气转向后水平流动的区域，在这一区 域内，最大温度和流速与径向距离有关。域内，最大温度和流速与径向距离有关。这些这些 表达式仅适用于刚着火后的一段时间表达式仅适用于刚着火后的一段时间，这段时，这段时

13、 间内顶棚射流可以认为是非受限的，因为热烟间内顶棚射流可以认为是非受限的，因为热烟 气层尚未形成。气层尚未形成。 说明：说明： 如果火源靠近墙面，则如果火源靠近墙面，则顶棚射流的温度和速度将顶棚射流的温度和速度将 受到影响。当火源靠近墙面，见图（受到影响。当火源靠近墙面，见图（a），上述），上述 关系式中可用关系式中可用 代替代替 ；当火源靠近内墙角，；当火源靠近内墙角， 见图（见图（b），上述关系式中可用），上述关系式中可用 代替代替 。 2Q Q 4Q Q （a）（b） 火源热释放速率20MW条件下，根据上述关 系式计算出的最大温度和最大流速与r和H 之间的关系。 图 最大温度（a）和最大

14、流速（b） 与r和H之间的关系 【例例5-25-2】计算计算10m10m高顶棚下高顶棚下1.0MW1.0MW火源正上方及与其相距火源正上方及与其相距 5m5m处烟气顶棚射流的最大温度。假设环境温度为处烟气顶棚射流的最大温度。假设环境温度为2020。 【解解】对于火源正上方对于火源正上方 对于对于r r=5m=5m处，处，r/H=5/10=0.50.18r/H=5/10=0.50.18， 2/3 5/3 16.9 1000 2036.4 10 TT 56.4T 2/3 1000 5.38 5 2018.4 10 TT 38.4T 2/3 5/3 16.9 A Q TT H 2/3 / 5.38

15、A Qr TT H 建筑火灾的蔓延方式 1、火焰接触：起火点的火舌直接点燃周围的可燃物，、火焰接触：起火点的火舌直接点燃周围的可燃物， 使之发光燃烧，将火灾蔓延开来。火焰蔓延的速度使之发光燃烧，将火灾蔓延开来。火焰蔓延的速度 取决于火焰的传热的速度。取决于火焰的传热的速度。 2、延烧：固体可燃物表面或易燃、可燃液体表面、延烧：固体可燃物表面或易燃、可燃液体表面 上的一点起火，通过导热升温点燃，使燃烧沿表面上的一点起火，通过导热升温点燃，使燃烧沿表面 连续不断地向外发展下去，称为延烧。连续不断地向外发展下去，称为延烧。 建筑火灾的蔓延方式 3、热传导：火灾产生的热量，经导热性能好的建筑构件或建筑

16、、热传导：火灾产生的热量，经导热性能好的建筑构件或建筑 设备传导至相邻或上下层房间，引起其周围直接接触的可燃物设备传导至相邻或上下层房间，引起其周围直接接触的可燃物 燃烧，造成火灾的蔓延。薄壁隔墙、楼板、金属管壁、金属构燃烧，造成火灾的蔓延。薄壁隔墙、楼板、金属管壁、金属构 件或金属设备等都是良好的导热媒介。特点：有导热媒介，蔓件或金属设备等都是良好的导热媒介。特点：有导热媒介，蔓 延的距离近。案例：电焊工在顶层焊接水暖管道，引燃下层水延的距离近。案例：电焊工在顶层焊接水暖管道，引燃下层水 暖管道周围的可燃物。暖管道周围的可燃物。 4、热对流：对流是初期建筑火灾蔓延的主要形式。房间内的燃、热对

17、流：对流是初期建筑火灾蔓延的主要形式。房间内的燃 烧产生的热烟气与周围的冷空气存在密度差，使热气流不断上烧产生的热烟气与周围的冷空气存在密度差，使热气流不断上 升，冷气流不断下沉，形成对流。对流换热使房间内温度不断升，冷气流不断下沉，形成对流。对流换热使房间内温度不断 升高，在空间进行质量和能量的交换，热气流使火灾蔓延至其升高，在空间进行质量和能量的交换，热气流使火灾蔓延至其 它房间。它房间。 5、热辐射：起火点附近的易燃、可燃物，在没有与火源接触，、热辐射：起火点附近的易燃、可燃物，在没有与火源接触， 又没有中间导热物体作为媒介的条件下而起火燃烧，靠的是热又没有中间导热物体作为媒介的条件下而

18、起火燃烧，靠的是热 辐射。热辐射是确定建筑之间防火间距的主要考虑因素。辐射。热辐射是确定建筑之间防火间距的主要考虑因素。 建筑火灾的蔓延途径 研究火灾的蔓延途径，是在建筑中采取防火隔断，设置防研究火灾的蔓延途径，是在建筑中采取防火隔断，设置防 火分隔物的根据，也是采取堵截包围，重点突破，穿插分割，火分隔物的根据，也是采取堵截包围，重点突破，穿插分割， 逐片消灭的灭火战术的需要。逐片消灭的灭火战术的需要。 1、火灾沿水平方向的蔓延：、火灾沿水平方向的蔓延： 内墙门：燃烧的房间开始只有一个，最后蔓延到整个楼层，内墙门：燃烧的房间开始只有一个，最后蔓延到整个楼层， 甚至整栋建筑物，其原因大多数是因内

19、墙的门没能把火挡住，甚至整栋建筑物，其原因大多数是因内墙的门没能把火挡住， 火烧穿内门，窜到走廊，再通过相邻房间开敞的内门进入邻间。火烧穿内门，窜到走廊，再通过相邻房间开敞的内门进入邻间。 房间隔墙：当隔墙为木板或其它不耐火材料时，火很容易穿房间隔墙：当隔墙为木板或其它不耐火材料时，火很容易穿 过板缝，窜到另一面。当隔墙为非燃烧体但厚度较小时，隔壁过板缝，窜到另一面。当隔墙为非燃烧体但厚度较小时，隔壁 靠墙的易燃物体，可能因为导热和辐射而自燃起火。靠墙的易燃物体，可能因为导热和辐射而自燃起火。 没有防火分隔的吊顶（闷顶）：框架式大空间建筑，使用没有防火分隔的吊顶（闷顶）：框架式大空间建筑，使用

20、 人在内部进行分隔时只将分隔墙封到吊顶下部，而在吊顶人在内部进行分隔时只将分隔墙封到吊顶下部，而在吊顶 上部空间是贯通若干个房间的。火灾在一个房间发生，热上部空间是贯通若干个房间的。火灾在一个房间发生，热 烟气上升至顶棚后沿吊顶上部空间蔓延至其它相邻房间。烟气上升至顶棚后沿吊顶上部空间蔓延至其它相邻房间。 失效的防火分隔物：设置的防火门、防火卷帘等防火分隔失效的防火分隔物：设置的防火门、防火卷帘等防火分隔 物在发生火灾时没能及时关闭或产品伪劣没能起到在一定物在发生火灾时没能及时关闭或产品伪劣没能起到在一定 时间内阻止火势的作用；防火墙封堵不严密或发生穿透裂时间内阻止火势的作用；防火墙封堵不严密

21、或发生穿透裂 缝，造成火灾蔓延。缝，造成火灾蔓延。 2、火灾沿竖直方向的蔓延、火灾沿竖直方向的蔓延 u楼板：楼板：火灾通过楼板上的开口、楼板本身的传热导致从下火灾通过楼板上的开口、楼板本身的传热导致从下 层空间蔓延至上层空间。层空间蔓延至上层空间。 建筑火灾的蔓延途径 u各种竖井通道，例如楼梯间、电梯井、电缆井、各种竖井通道，例如楼梯间、电梯井、电缆井、 垃圾井、楼板的孔洞等。热烟气在垂直方向的蔓延垃圾井、楼板的孔洞等。热烟气在垂直方向的蔓延 速度为速度为3 34m/s4m/s，是水平方向的，是水平方向的1010倍。如一座高度倍。如一座高度 100m100m的高层建筑，烟气在没有阻挡的情况下，

22、半分的高层建筑，烟气在没有阻挡的情况下，半分 钟左右即可从底层上升至顶层。例如，首尔钟左右即可从底层上升至顶层。例如，首尔2222层的层的 “大然阁大然阁”旅馆旅馆 u穿越楼板的、墙壁的管线和缝隙。例如空调系统穿越楼板的、墙壁的管线和缝隙。例如空调系统 的竖向风管。风管保温材料使用了易燃或可燃材料；的竖向风管。风管保温材料使用了易燃或可燃材料； 风管本身使用了易燃、可燃材料；风管连通上下楼风管本身使用了易燃、可燃材料；风管连通上下楼 层，通过风管和各风口将火灾从下层迅速蔓延至上层，通过风管和各风口将火灾从下层迅速蔓延至上 部各层。部各层。 建筑火灾的蔓延途径 1971年年12月月24日上午日上

23、午10时许，楼内有时许，楼内有200名旅客，名旅客，70 名旅馆工作人员，名旅馆工作人员，15名公司工作人员。旅馆二层咖啡厅因名公司工作人员。旅馆二层咖啡厅因 瓶装液化石油气泄漏引起火灾，火势迅猛，咖啡厅内瓶装液化石油气泄漏引起火灾，火势迅猛，咖啡厅内3名名 员工尚未及反应，就被烧死在工作岗位上；店主严重烧伤员工尚未及反应，就被烧死在工作岗位上；店主严重烧伤 后和其他后和其他6名员工逃出火场。火焰很快将咖啡厅和旅馆大名员工逃出火场。火焰很快将咖啡厅和旅馆大 厅烧毁，并沿厅烧毁，并沿24层的敞开楼梯延烧到层的敞开楼梯延烧到3层餐馆和层餐馆和4层宴会层宴会 厅。浓烟大火充满丁楼梯间，封住了上部旅客

24、和工作人员厅。浓烟大火充满丁楼梯间，封住了上部旅客和工作人员 疏散的途径。管道井也向上传播着火焰。二层旅馆大厅和疏散的途径。管道井也向上传播着火焰。二层旅馆大厅和 公司办公大厅的连接处，没置普通玻璃门，成为火灾水平公司办公大厅的连接处，没置普通玻璃门，成为火灾水平 蔓延通道，导致公司办公部分也成火海，延烧蔓至整幢大蔓延通道，导致公司办公部分也成火海，延烧蔓至整幢大 楼，仅楼，仅62人逃离火场。人逃离火场。 C.主要教训：主要教训： a.关键部位未设防火门关键部位未设防火门 该大楼的旅馆区与办公区相该大楼的旅馆区与办公区相 邻的两个门厅分界处未用防火门分隔，只用了普通玻璃门，邻的两个门厅分界处未

25、用防火门分隔，只用了普通玻璃门， 起不到阻火作用，是火灾蔓延的主要途径。起不到阻火作用，是火灾蔓延的主要途径。 建筑火灾的蔓延途径 u外墙窗口：房间起火后，室内温度增高，达到外墙窗口：房间起火后，室内温度增高，达到250 左右时，窗玻璃膨胀、变形，但受窗框的限制，玻左右时，窗玻璃膨胀、变形，但受窗框的限制，玻 璃就自行破碎了，火焰窜出窗口，向外蔓延。蔓延璃就自行破碎了，火焰窜出窗口，向外蔓延。蔓延 的情况，一是火焰的热辐射穿过窗口，烤着对面建的情况，一是火焰的热辐射穿过窗口，烤着对面建 筑物；二是火舌直接烧向上一层或屋檐。底层起火，筑物；二是火舌直接烧向上一层或屋檐。底层起火， 火舌经底层窗口

26、窜出向上从上层窗口窜到上层室内，火舌经底层窗口窜出向上从上层窗口窜到上层室内， 这样逐层向上蔓延，使整个建筑物起火。上下层窗这样逐层向上蔓延，使整个建筑物起火。上下层窗 口之间距离的大小，可影响火势的蔓延。口之间距离的大小，可影响火势的蔓延。 窗高窗高1.5m 1.54.8m1.52.5m1.51.5m 着火房间中常见的通风口着火房间中常见的通风口 门、窗 通风管道 缝隙、管道或电线孔 通风口流动是火灾发展和火灾模拟的基础，在火通风口流动是火灾发展和火灾模拟的基础，在火 灾区域模拟方法中无论是质量守恒方程还是能量灾区域模拟方法中无论是质量守恒方程还是能量 守恒方程都和通风口的流动密不可分。例如

27、，流守恒方程都和通风口的流动密不可分。例如，流 入着火房间的空气是可燃物燃烧发展的必要条件，入着火房间的空气是可燃物燃烧发展的必要条件， 热烟气通过通风口流向室外或相邻房间，不仅将热烟气通过通风口流向室外或相邻房间，不仅将 烟气带走，而且还通过对流带走大量的热。烟气带走，而且还通过对流带走大量的热。 1hnnn PPgh 1hwww PPgh 111nw PPP 1 () hwn PPgh 21 () wn PPgH 室内：室内： 室外：室外： 地面上室内外压差：地面上室内外压差： 距地面高度距地面高度h： 顶棚处高度顶棚处高度H： 在垂直地面的某一高度位置上，必将出现室内外压力为零，在垂直地

28、面的某一高度位置上，必将出现室内外压力为零， 即室内外压力相等的情况，通过该位置的水平面称为该着即室内外压力相等的情况，通过该位置的水平面称为该着 火房间的中性层，令中性层离地面的高度为火房间的中性层，令中性层离地面的高度为h h1 1，则，则 111 ()0 hwn PPgh nw tt nw ()0 wn 火灾时：火灾时： 1 hh 111 ()()0 hwnwn PPghPgh 0 h P 中性层以下：中性层以下： 中性层以上：中性层以上： 1 hh0 h P 111 ()()0 hwnwn PPghPgh 在中性层以下，室外空气的压力总高于着火房间内气体的在中性层以下，室外空气的压力总

29、高于着火房间内气体的 压力，空气将从室外流入室内；压力，空气将从室外流入室内； 在中性层以上，着火房间内气体的压力总高于室外空气的在中性层以上，着火房间内气体的压力总高于室外空气的 压力，烟气将从室内排至室外。压力，烟气将从室内排至室外。 在中性层以上距中性层垂直距离在中性层以上距中性层垂直距离h h处，室内外压力差为：处，室内外压力差为： () hwn Pgh c dABdh 2 22() nhcnwn dMPdABgh dh 通过该微元面积通过该微元面积 向外排出的气体质量流向外排出的气体质量流 量为：量为： 为窗孔的流量系数，可取为薄壁开口的值为窗孔的流量系数，可取为薄壁开口的值0.60

30、.7 从窗孔中性层至上缘之间的开口面积中排出的气体总质量从窗孔中性层至上缘之间的开口面积中排出的气体总质量 流量为流量为： 22 22 00 2() hh cnwn MdMBgh dh 3/ 2 22 2 2() 3 cnwn MBgh 3/ 2 11 2 2() 3 cwwn MBgh 假设着火房间除了开启的窗孔与大气相通外，其余各处密假设着火房间除了开启的窗孔与大气相通外，其余各处密 封均较好，则由于流量连续，可近似地认为封均较好，则由于流量连续，可近似地认为： 21 MM 1/31/3 21 /(/)(/) wnnw hhTT 窗孔上下缘处的室内外压力差最大，其绝对值分别为窗孔上下缘处的

31、室内外压力差最大，其绝对值分别为： 22 () wn Pgh 222 2 2 3 cn MB hP 11 () wn Pgh 111 2 2 3 cw MB hP 说明 1.1.排烟口有水平排烟排烟口有水平排烟 口和竖直排烟口两种口和竖直排烟口两种 类型。水平排烟口的类型。水平排烟口的 气流流动状况与竖直气流流动状况与竖直 排烟口有相似之处。排烟口有相似之处。 多个排烟口的情况比较麻烦。如果窗口本身高度及多个排烟口的情况比较麻烦。如果窗口本身高度及 布置高度完全相同，中性层上下缘的垂直距离是相布置高度完全相同，中性层上下缘的垂直距离是相 同的，同的，B Bc c为所有开启窗孔宽度之和；如果窗尺

32、寸和为所有开启窗孔宽度之和；如果窗尺寸和 布置都不同，应先对每个窗口分别计算，最后确定布置都不同，应先对每个窗口分别计算，最后确定 房间中性层位置。房间中性层位置。 【例例5-35-3】着火房间与走廊之间的门洞尺寸为着火房间与走廊之间的门洞尺寸为 m0.9m2 2，若着火房间烟气平均温度为，若着火房间烟气平均温度为800800，走廊，走廊 内空气温度为内空气温度为3030，当门敞开时，试求从着火房间流到，当门敞开时，试求从着火房间流到 走廊中的烟气量和由走廊流入房间中的空气量。走廊中的烟气量和由走廊流入房间中的空气量。 3/ 2 22 2 2() 3 cnwn MBgh 3/

33、 2 11 2 2() 3 cwwn MBgh Cross Section of Garley Building Supermarket Department Store Various trades and business Hoardings储存 Lift Shafts电梯 Lift Lobbies and Shafts 2 3 4 2/F 1/F G/F 1 Scaffolding Renovation Works翻新 1 2 3 4 2/F 1/F G/F Hoarding Lift Shafts Cross Section of Garley Building Welding Wor

34、ks at 15/F Hoarding Fire Spread to Top DB PP () hwDk PPg Hh () hnBy PPg Hh ()() hhnhwyk PPPgHh yk tt yk 0 h P 0 () yk PgH 0 H P 2BD PPP 1AC PPP CDk PPgH ABy PPgH 12 () ky gHPP 当建筑物内部气温高当建筑物内部气温高 于室外空气温度时，由于于室外空气温度时，由于 浮力的作用，在建筑物的浮力的作用，在建筑物的 各种竖直通道中，如楼梯各种竖直通道中，如楼梯 间、电梯间、管道井等，间、电梯间、管道井等， 往往存在着一股上升气流，往

35、往存在着一股上升气流， 这种现象称为正向烟囱效这种现象称为正向烟囱效 应，也叫正热压作用。当应，也叫正热压作用。当 建筑物内外温差较大或者建筑物内外温差较大或者 建筑物的高度较高时，正建筑物的高度较高时，正 向烟囱效应是较大的。当向烟囱效应是较大的。当 然，正向烟囱效应也存在然，正向烟囱效应也存在 于单层的建筑物中。于单层的建筑物中。 （a）正热压作用）正热压作用 （b）反热压作用）反热压作用 高层建筑中火灾所生成的烟气流动完全受到热压作用的支配。高层建筑中火灾所生成的烟气流动完全受到热压作用的支配。 0 18.4 iii G HQ q H AA 定义：把火灾范围内单位地板面积的等效可燃物的定

36、义：把火灾范围内单位地板面积的等效可燃物的 数量定义为火灾负荷，数量定义为火灾负荷，单位为单位为kg/mkg/m2 2。 分类：分类： （1）固定可燃物：如地板、墙壁上的可燃物，房间的装饰）固定可燃物：如地板、墙壁上的可燃物，房间的装饰 设备（如灯、插座等）；设备（如灯、插座等）； （2）容载可燃物：如房间内的物品，桌椅、书本窗帘等。）容载可燃物：如房间内的物品，桌椅、书本窗帘等。 但是火灾荷载并不能定量地阐明其与作用面积之间的关系，为但是火灾荷载并不能定量地阐明其与作用面积之间的关系，为 此需要引进火灾负荷密度的概念此需要引进火灾负荷密度的概念 定义：定义：把房间内所有可燃物完全燃烧时所产生

37、的总把房间内所有可燃物完全燃烧时所产生的总 热量与房间特征参考面积之比定义为火灾负荷密度。热量与房间特征参考面积之比定义为火灾负荷密度。 房间的特征参考面积可采用地板面积或室内总面积。房间的特征参考面积可采用地板面积或室内总面积。 采用地板面积表示的火灾负荷密度表达式为：采用地板面积表示的火灾负荷密度表达式为： （MJ/ mMJ/ m2 2） 0 18.4 ii f G H qqHq A 国内目前缺乏各种使用性质建筑物的火灾荷载统计资料，国内目前缺乏各种使用性质建筑物的火灾荷载统计资料， 规范的修订急需进行这方面的统计工作。规范的修订急需进行这方面的统计工作。 等效耐火极限的计算等效耐火极限的计算 等效耐火极限采用下式计算：等效耐火极限采用下式计算： wcqt R a a t R q c w 等效耐火极限，等效耐火极限，min； 计算火灾负荷密度，计算火灾负荷密度，kWh/m2； 考虑维护结构散热的换算因子，考虑维护结构散热的换算因子，min.m2/kWh； 考虑水平和垂直通风口排热对温度发展影响的无量纲考虑水平和垂直通风口排热对温度发展影响的无量纲 因子。因子。 计算必要的耐火极限计算必要的耐火极限erftF 计算必要的耐火极限，计算必要的耐火极限，min； 火灾安全等级火灾安全等级SKb3条件下构件的安全系