树冠火对其相邻建筑的辐射特性研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论树冠火对其相邻建筑的辐射特性研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：贾敬蕊安全技术及工程朱霁平副教授二O一二年五月十八日又UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMater’SdegreeAstudyofradiationCharaCteriStiCSOfcrownfireon：itsadjacentstructuresAuthor’SName"JingruiJiaSpecialit：SafetyTechnologyandEngineeril’tgSupervisor：

2、AssociateProf．JipingZhuFinishedtime：May18仇，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文．是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：虫垄毡錾签字日期：塑!兰：鱼!Z一中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电

3、子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。日瑟开口保密(——年)作者签名：重塑盘：导师签名：签字日期：塑2兰：曼!]．摘要我国城市绿化覆盖率快速增长，带来了植被与建筑混合区域的火灾隐患。一旦发生火灾，不仅浪费人力、物力、财力，而且还会造成人员伤亡，更会引起生态系统的崩溃，给人类生存环境带来难以修复的损失。因此，需要对交界域火灾的机理及规律进行探索及研究。国外对城市(镇)一森林交界域

4、火灾研究较早，形成一些较为成熟的理论。本文在城市一森林交界域火灾的研究基础之上，针对现今比较贴近人们生活的绿化植被一建筑交界域火灾进行研究。本文以常见城市绿化树种龙柏为研究对象，开展了单树树冠火对其相邻建筑的热辐射规律实验研究，测量了不同间距情况下建筑物一层和二层窗户位置的辐射热流密度，并在前人圆柱火焰模型的基础上，将圆柱火焰分为下层的稳定火焰区和上层的间歇火焰区，提出了分层圆柱火焰模型。实验结果表明：竖直方向上，辐射热流密度最大值随测量高度增加而递减，随距离的增加递减幅度下降；水平方向上，辐射热流密度最大值随着测量距离的增加递减。理论模型计算结果：分层圆柱火焰模型可

5、以准确描述树冠火辐射热流密度最大值随高度和距离的变化趋势；单一圆柱火焰模型的理论结果为竖直方向上热流密度随高度变化不大，未能准确描述辐射热流密度竖向变化规律。对比理论模型结果表明，分层圆柱模型可以更准确地预测树冠火辐射热流密度随高度的变化，并且得到的理论值更接近于实验测量值。实验以10kW／m2为临界热流密度，来讨论龙柏树冠火作用下建筑着火的倾向性。结果显示，单一圆柱火焰模型预测的安全距离较近；分层圆柱火焰模型预测的安全距离与实验值较为吻合。由此可以看出，分层圆柱火焰模型能够更好的预测安全距离。本文开展了多树树冠火对相邻建筑的热辐射规律实验研究，测量了不同间距情况下建

6、筑物一层和二层窗户位置的辐射热流密度，并在前人矩形火焰模型的基础上，将火焰假设为等腰梯形，将火焰分为下层的稳定火焰区和上层的间歇火焰区，提出了梯形火焰模型，最后将实验测量结果、矩形火焰模型与梯形火焰模型理论结果进行了对比。实验结果表明，最大热流密度随着测量距离的增加而下降，不同高度，其下降幅度不同。热流密度最大值随树与树之间的距离尸的减小而增加；在不同位置，测量的增加幅度不同：处于距稳定层火焰较近的位置，其增加幅度较大，反之，增加幅度较小。最大热流密度值基本上都在10kW／m2以上，表明，当绿化植物群距离建筑较近刚，建筑的一层窗口及二层窗口都有被引燃的摘要可能性。实验

7、中，仅当植物间距P为1．75m时，部分热流密度小于临界值。这是因为间距较远时，燃烧时相当于单棵树燃烧，其辐射热流与单树相似，此时树冠火对建筑的辐射影响主要集中在一层窗口。理论模型计算表明，理论值与实验测量值随时间变化趋势吻合较好；梯形火焰模型得到的理论值都更接近于实验测量值。矩形火焰模型结果：辐射热流密度最大值随高度增加几乎不变，或者有增大的趋势，与实验结果不符。梯形火焰模型计算结果：辐射热流密度最大值随高度增加而降低，与实验较为符合。因此，梯形火焰模型可以更准确地描述多树树冠火热流密度随高度的变化趋势。关键词：树冠火热释放速率辐射热流密度单一圆柱火