建筑火灾中,燃烧物质所放出的热能通常是热传导、热对流和热辐射进行传播,并影响火势蔓延和扩大的内容。建筑火灾发展与蔓延机理的内容虽然不是大考点,但在第一篇内容还需多了解,综合性不高。中华消防网校下面将对这块内容大概进行讲解,请耐心看完哦
一、传热基础
(一)热传导
1.定义:又称导热,属于接触传热,是连续介质就地传递热量而又没有相对的宏观位移的一种传热方式。
2.特点:不同物质的导热能力各异,通常用热导率表示物质的导热能力;导热在整个传热中处于次要地位。
(二)热对流
1.定义:又称对流,是指流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混引起热量传递的方式。(由于流体中存在温度差,所以也必然存在导热现象)
2.特点:热对流中热量的传递与流体流动有密切的关系;热对流对初期火灾的发展起重要作用。
(三)热辐射
1.定义:辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式,辐射换热是物体间以辐射的方式进行的热量传递。
2.特点:在传递能量时不需要互相接触即可进行,辐射热能的强弱取决于燃烧物质的热值和火焰温度;辐射热作用于附近的物体上,能否引起着火,要看热源的温度、距离和角度。
二、建筑火灾烟气的流动过程
烟气流动的方向通常是火势蔓延的一个主要方向,烟气扩散蔓延主要呈水平流动和垂直流动(扩散速度较大)。
(一)烟气流动的路线
1.着火房间→走廊→楼梯间→上部各楼层→室外(最主要)
2.着火房间→室外
3.着火房间→相邻上层房间→室外
(二)烟气流动的驱动力
1.烟囱效应
当建筑物内外温度差引起空气密度差,这将引发浮力驱动的空气流动。如果室内空气温度高于室外,则室内空气将向上运动,强大的抽拔力将使火沿着竖向孔道迅速蔓延,建筑物越高,这种流动越强。
2.火风压
指建筑物内发生火灾时,在起火房间内,由于温度上升,气体迅速膨胀,对楼板和四壁形成的压力。
若火风压>进风口的压力,则大量烟火将通过外墙窗口,由室外向上蔓延。
若火风压≤进风口的压力,则烟火便全部从内部蔓延,当它进人楼梯间、电梯井、管道井、电缆井等坚向孔道以后,会大大加强烟囱效应。
3.外界风的作用
风可在建筑物的周围产生压力分布,进而影响建筑物内的烟气流动。风朝着建筑物吹过来会在建筑物的迎风侧产生较高滞止压力,这可增强建筑物内的烟气向下风方向的流动。
4.中性面(了解)
室内外压力平衡的理论分界面
若中性面以下(室外压>室内压)的楼层起火,火灾产生的烟气进入竖井后会沿竖井上升,一旦升到中性面以上,烟气不单可由竖井上部的开口流出来,也可进入上部与竖井相连的楼层。
若中性面以上(室外压<室内压)的楼层起火,当火势较弱时,烟囱效应产生的空气流动可限制烟气流进竖井,若着火层的燃烧强烈,则热烟气的浮力足以克服竖井内的烟囱效应,仍可进入竖井而继续向上蔓延。
三、建筑室内火灾发展的阶段
室内火灾发展过程大致可分为初期增长阶段(也称轰燃前阶段)、充分发展阶段和衰减阶段。
注:①“轰燃”属于充分燃烧阶段 ②“初期增长阶段”可能发展成火灾,也可能自行熄灭,或因灭火设施动作或人为的干预而被熄灭。(所有内容来源于中华消防网校)
习题:
1.室内火灾进入充分发展阶段的主要标志是( )。
- 闪燃 B、轰燃 C、爆燃 D、自燃
答案:B
解析:在建筑室内火灾持续燃烧一定时间后,燃烧范围不断扩大,温度升高,室内的可燃物在高温的作用下,不断分解释放出可燃气体,当房间内温度达到400〜600℃时,室内绝大部分可燃物起火燃烧,这种在一限定空间内可燃物的表面全部卷入燃烧的瞬变状态,称为轰燃。通常,轰然的发生标志着室内火灾进入充分发展阶段。因此,正确答案为B。
2.烟气在建筑物内沿垂直方向流动时,流速通常为()m/s。
A、0.3 B、0.5~0.8 C、1~5 D、6
答案:C
解析:烟气在垂直方向的扩散流动速度较大,通常为l~5m/s。因此,本题的正确答案为C。
3.影响初期火灾发展的最主要因素是()。
A、热传导 B、热对流 C、热辐射 D、热交换
答案:B
解析:热对流又称对流,是指流体之间发生相对位移,冷热流体相互掺混引起热量传递的方式。所以热对流中热量的传递与流体流动有密切的关系。当然,由于流体中存在温度差,所以也必然存在导热现象,但导热在整个传热中处于次要地位。因此,本题的正确答案为B。
4.建筑发生火灾时,烟气流动的方向通常是火势蔓延的一个主要方向。下列关于建筑火灾的烟气蔓延说法中正确的是( )。
A、烟气在水平方向的扩散流动速度小于在垂直方向的扩散流动速度,楼梯间或管道竖井中的烟气上升流动速度最小。
B、高层建筑发生火灾时最主要的烟气流动扩散路线是着火房间→走廊→楼梯间→上部各楼层→室外。
C、火风压是指起火房间内由于压力上升,气体迅速膨胀,对楼板和墙壁形成的压力。
D、外界风的存在可在建筑物的周围产生压力分布,背风侧产生较高滞止压力,增强建筑内的烟气向下风向的流动。
E、室内烟气蔓延途径包括孔洞开口蔓延、穿越墙壁的管线和缝隙蔓延、闷顶内蔓延。
答案:BE
解析:烟气在楼梯间或管道竖井中的烟气上升流动速度最大,A错误;火风压是由于温度上升,气体迅速膨胀,对楼板和墙壁形成的压力,C错误;迎风侧产生的较高滞止压力,故D错误。
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