关于火灾荷载对建筑火灾危险性影响初探

来源 :中国建筑金属结构·下半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bbmaju0813
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  摘 要:现行的国家建筑防火技术标准中的火灾危险性只能反映火灾发生的难易程度,不能反映火灾的危险程度。为此,本人通过对火灾荷载与着火空间温度升高情况、周围可燃物燃烧的可能性、灭火用水量等关系研究,认为建筑火灾危险要以空间内的火灾荷载为火灾危险指标参数。
  关键词:火灾荷载;燃烧;灭火
  中图分类号:TU247 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)04-0140-02
  现行的国家建筑防火技术标准中的火灾危险性主要是根据使用、储存物品的燃点、闪点来确定的。但火灾的危害不只是火的产生,更多的是火产生后的火的蔓延成灾,最终造成人员伤亡及大量财产损失。笔者认为在现行标准中只以物品的燃点、闪点来确定建筑火灾危险性是片面的,它不能反映对火蔓延成灾的情况,也反映不了灭火救援难易程度和对周边建筑物的危险度。由于火灾荷载是火灾的一个很重要的因素,下面就探讨一下其对建筑火灾危险的影响。
  1 火灾荷载的计算方法
  火灾荷载是一种能反映出空间内可燃材料在燃烧过程释放的热量,其通常用MJ来表示。火灾荷载是指建筑内着火空间所有可燃物燃烧时所产生的总热能,主要是其空间内可燃材料的数量及其燃烧热来确定。所有材料在燃烧过程时都要释放大量的能量,其具体的量值就是燃烧热,即指单位质量的材料完全燃烧后所释放出来的总热量。材料的燃烧可以通过试验测得,也可以由理论公式算得,而一般我们都采用试验测得的数值。根据一些试验结果,部分材料的燃烧值见表1。
  注:上述数据取自李引擎主编的《建筑防火性能化设计》
  从表1可见,不同材料的燃烧值是不同的,要计算建筑空间的火灾荷载就必须确定空间内可燃材料的燃烧值ai。通过统计不同可燃材料的数量bi,最后得出就是该空间的火灾荷载Q=∑ai×bi。由此可见,建筑空间内可燃材料的燃烧值高、数量大,其火灾荷载就大。
  2 热释放速率对建筑火灾危险性的影响
  上述提到火灾荷载是衡量建筑空间火灾危险性的一个重要因素,它表示着空间内材料完全燃烧后所释放出来的热量。但不是说总热量越大就越危险,这里还有一个速度问题,只有在短时间内释放大量热能就产出危险。在此,我们引入热释放速率的概念,其表示可燃材料在每单位时间内释放的热能,恰好反映了材料燃烧速度。热释放速率一般还有一种指数就是单位面积的热释放速率。表2给出了部分可燃物的单位面积的热释放速率。
  注:上述数据取自李引擎主编的《建筑防火性能化设计》
  热释放速率与可燃材料表面积、单位面积热释放速率成正比。这样,我们这里就将火灾荷载进行修正,Q =∑ai×bi的ai为某可燃物的储存表面积,bi为某可燃物的单位面积热释放速率,这个火灾荷载就是用热释放速率表示,其能很好地反映了空间的火灾危险性。火灾荷载越大,建筑空间内的火灾危险性就越大。
  3 火灾荷载对建筑空间内的温度影响
  建筑空间温度升高就容易危及其内部人员的生命和使其他可燃物燃烧。火灾初期,室内温度一般在100~200℃,而到了全盛期,室温会超过1000℃,这时人是不可能生存,建筑的结构也会被严重破坏。由此可见,温度升高是火灾的一个重要危害。因此,我们要了解火灾的危害,就要知道着火物能使其空间温度提升多少?怎样计算室内温度升高?根据外国研究资料总结出下列公式:
  4 火灾荷载与热辐射对周边可燃物的影响的关系
  一个可燃物着火,由于火源辐射作用,一定时间后其周围的可燃物将被引燃。不同的可燃物,其受辐射作用引燃的最小热流量不同,如聚氨酯泡沫为7kW·m-2,木材为10~137kW·m-2。可燃物能否被引燃,就要看着火物产生的火源辐射,使周围可燃物受到的热流量是否超过该可燃物受辐射作用引燃的最小热流量。根据国外文献资料,火源辐射热流量和火源释放速率关系如式2。
  根据上述表2的数据,1m3木材的火灾荷载(热释放速率)Q为1728kW。要着火的木材不升高温度,根据计算得到,1m3木材着火就要有1.3L/s的水才能使其空间温度不升高。而一支水槍的水流量为2.5L/s,就是一支水枪只能控制存放2m3左右木材着火的空间不升温。而扑灭火需要用水量就更大,一支水枪能扑灭着火木材的数量就更少。当火灾荷载越大,就需要更多的水来扑救着火物,扑救困难就越大。
  6 建立火灾荷载指标
  综上所述,火灾荷载对着火空间温度、周围可燃物的引燃、灭火难度都有着密切的联系。而物品的燃点、闪点只能反映火灾发生的难易程度,不能反映火灾的危险程度。为此,笔者认为建筑火灾危险要以其空间内的火灾荷载为火灾危险指标参数,可以通过计算火灾荷载,更准确地了解着火空间温度升高情况、周围可燃物燃烧的可能性、灭火用水量等,更能全面体现火灾危险程度,方便制定更合理的灭火方案,为迅速扑灭火灾提供可靠数据。
  参考文献
  [1] 李引攀.建筑防火性能化设计[M].化学工业出版社,2005.
  [2] 蒋永琨.中国消防工程手册[M].中国建筑工业出版社,1998.
  (编辑:唐荣波)
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