自然通风状况下的烟气在典型建筑结构中的迁移及危害性评价的研究

论文摘要

所有的火灾都会产生大量的烟气。无论是两个不同的火场，还是同一火场的不同时刻，烟气的差别很大，成分也非常复杂，总体而言，火灾烟气是由以下三类物质组成的具有较高温度的均匀混合物，即(1)气相燃烧产物；(2)未完全燃烧的液、固相分解物和冷凝物微小颗粒：以及(3)未燃的可燃蒸汽和卷吸混入的大量空气。火灾烟气中含有众多的有毒和有害成分、腐蚀性成分以及颗粒物等，加之火灾环境高温、缺氧，对生命财产、以及生态环境都造成很大危害。同时高温烟气的迅速流动和蔓延，甚至有时其中掺混着一定的未燃可燃蒸汽，很容易引起火势的迅速蔓延和扩大，因此，了解火灾烟气的产生、特性和运动规律，对于火灾的研究和防治都具有重要的意义。 火灾烟气的产生、特性、蔓延和控制等主要依赖于可燃物性质、燃烧状况以及建筑结构等，同时也受到烟气生成和运动过程中各种有关因素的影响。在已进行的研究工作中生物实验的比重最大，并积累了相当的数据，而采用物理化学方法分析烟气成分浓度的技术条件要求较高，因此本文既未沿袭生物实验的研究方法，也未单纯从化学角度去分析烟气成分，而采用了模拟实验结合相关理论分析的方法研究烟气的危害性。本文选取了典型的建筑单元结构，狭长走廊和多个侧间的组合结构，进行系统地研究，充分考虑普通建筑结构实际火灾的情形，以纯自然通风作为研究的背景工况，研制了小尺寸烟气毒物迁移实验台，可以实现多种建筑结构的组合、多种通风方式的组合和一些用于研究抑制措施作用下的烟气迁移的接口。在此实验台上主要开展了不同建筑结构下的烟气迁移特性研究，不仅考虑了局部的烟气变化，同时考虑了整体的建筑结构中的烟气分布，尤其是燃烧间到狭长走廊的不同开口大小对于烟气向远距离处的迁移及烟气在远距离处的危害性的影响进行了系统研究，我们发现了小开口下烟气在狭长走廊迁移过程中的特殊变化趋势，并运用蜂宽理论对烟气向远距离迁移的危害性进行量化，揭示了峰宽时间的变化规律，结合了数值模拟软件，分析了实验和数值计算结果的差异，提出了对于数值模拟评价建筑火灾危害性需要注意的影响因素。实验中发现

论文目录

• 目录
• 符号表
• 图例目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• §1.1 研究背景
• §1.2 研究现状
• §1.3 研究目标及思路
• §1.4 本文的章节安排
• 参考文献
• 第二章 小尺寸烟气迁移实验台的研制与调试
• §2.1 引言
• §2.2 实验装置设计思想及设计要求
• §2.3 实验台的研制
• §2.4 实验台的调试
• 参考文献
• 第三章 自然通风状况下烟气在典型建筑结构中迁移的实验研究
• §3.1 引言
• §3.2 烟气在水平方向单点及整个浓度场的迁移研究
• §3.3 烟气向非火源房间迁移及走廊中的垂直分布研究
• §3.4 环境材料对烟气危害性的影响
• §3.5 小结
• 参考文献
• 第四章 烟气迁移的理论和数值分析
• §4.1 引言
• §4.2 基于实验数据本身的理论分析
• §4.3 水平分布的实验和数值分析
• §4.3.1 5号点的对比分析
• §4.4 垂直分布的理论初探
• §4.5 小结
• 参考文献
• 第五章 燃空比Φ测量方法及对烟气生成和迁移的预测
• §5.1 引言
• §5.2 燃空比的测量过程
• §5.3 燃空比和CO生成量之间的关系
• §5.4 小结
• 参考文献
• 第六章 烟气毒性评价新的“RRC”动态模型及其应用
• §6.1 引言
• §6.2 模型介绍
• §6.2.1 基于N气体静态模型浓度
• §6.3 模型的应用
• §6.4 小结
• 参考文献
• 第七章 结论及展望
• §7.1 论文结论
• §7.2 论文创新点
• §7.3 进一步工作展望
• 致谢
• 攻读博士学位期间完成的论文
• 攻读博士学位期间获得的奖励
• 附录一:GER内部压差计算