第六章 建筑火灾烟气流动

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1、第6章建筑火灾烟气流动6－1建筑火灾烟气流基本性状6.1.1火源的火烟流1）火源上的火焰气流特征在火源上方形成的上升气流，一般可以分为以下几个区。①连续火焰区，火焰持续存在的区段。②间歇火焰区，火焰间歇性存在的区段。③紊流区，没有火焰，燃烧气体席卷周围空气而上升的区段。而每一区段中心轴上的温度和流速大致如下：①连续火焰区0.03

2、

3、间，可取Cm=0.21，当周围空气紊乱时，此值会增大。3）假设点热源火源都是有一定规模的，应用式6.2时，在实际火源位置的下方存在某一假设点，以该点为热源点。火源高度从该点算起，则计算精度会更高，这一假设位置距离实际热源位置为：Z’0=1.02D-0.083Q2/5式中：Z’0——实际火源与假设火源之间的距离，m；D——火源的直径，m。6.1.2火灾烟气的性质1）烟气的浓度火灾中烟气的浓度，一般用质量浓度、计数浓度和光学浓度3种方式来表示。（1）烟气的质量浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的质量，称为烟气的

4、质量浓度μs。即式中：ms——容积为Vs的烟气中所含烟粒子的质量，mg；Vs——烟气容积，m³。（2）烟气的计数浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的数目，称为烟气的计数浓度ns。即式中：Ns——容积为Vs的烟气中所含烟粒子的数，个。（3）烟气的光学浓度当可见光通过烟层时，烟粒子使光线的强度减弱。光线减弱的程度与烟气的浓度呈函数关系，光学浓度就是由光线通过烟层后的能见距离求出减光系数Cs来表示的。式中：I——有烟气时光源处的光线强度，cd；Cs——烟气的减光系数，m-1；L——光源与受光体之间的距离，m；I0

5、——无烟气时光源处的光线强度，cd。火灾时产生的烟气的浓度，一般取决于火灾房间的燃烧状况。为了研究各种材料在火灾时的发烟特性，有人在恒温的电炉中燃烧试块，把燃烧所产生的烟集蓄在一定容积的集烟箱里，同时测定试块在燃烧时的质量损失和集烟箱内烟气的浓度，将测量得到的结果列于表6.1中。2）建筑材料的发烟量与发烟速度各种建筑材料在不同温度下燃烧时，其单位质量所产生的烟气量是不同的。除了发烟量外，火灾中影响生命安全的另一重要因素就是发烟速度，既单位时间内单位质量的可燃物燃烧时的发烟量。3）能见距离研究表明，烟气的

6、减光系数Cs与能见距离D之积为常数，用C表示，其数值因观察目标的不同而不同。例如，疏散通道上的反光标志、疏散门等C=2~4；对发光型标志、指示灯等，C=5~10。反光型标志及门的能见距离D：发光型标志及白天窗的能见距离D：4）烟气的允许极限浓度为了使火灾中人们能够看清疏散楼梯间的门和疏散标志，保障疏散安全，要确定疏散时人们的能见距离不得小于某一最小值。这个最小的允许能见距离就成为疏散极限视距，一般用Dmin表示。对于非固定人员集中的高层旅馆、百货大厦等建筑物，其疏散极限视距要求较高，一般Dmin=30m

7、；对于内部基本上是固定人员的住宅楼、教学楼、生产车间的的疏散极限视距要求满足Dmin=5m。所以，要看清疏散通道上的门和反光型标志要求烟气的允许极限浓度Cs，max规定如下：对于熟悉建筑物的人：Cs，max=0.2~0.4m-1，平均取0.3m-1；对于不熟悉建筑物的人：Cs，max=0.07~0.13m-1，平均取0.1m-1；5）烟气的密度与压力即使非常浓的烟气，与同温同压的空气的密度相比，差别很小，因而可近似地认为烟气的密度与空气的密度相同。建筑防烟设计中，烟气流动的动力，是建筑物内的气压差，与大

8、气压相比，气压差是很微小的。因此，假设烟气的密度不随高度而变化，而近似地将烟气密度看做绝对温度T的函数：ρ=353/T假设某一基准高度处的绝对压力为p0，离开基准高度Z上方的一点的压力p为：根据密度不随高度变化的假定，则有：ρ=p0-ρgZ6－2烟气流动的基本规律6.2.1流体运动方程式与连续方程式火灾中的烟气与空气流动，可以用通风计算的方法进行计算。1）流体运动方程式在分析建筑物内的气体流动时，流体能量守恒，可用伯努利方程表示。在完全流体