本篇內(nèi)容為黃明峰老師版2020年一級消防工程師《消防安全技術(shù)實務(wù)》精講班培訓(xùn)課程-建筑火災(zāi)發(fā)展及蔓延的機(jī)理，以及2020年一級消防工程師課程安排，含消防安全技術(shù)實務(wù)課程視頻、培訓(xùn)課件講義。免費試聽黃明峰老師精講班課程>>
第一篇 消防基礎(chǔ)知識
第三節(jié)建筑火災(zāi)發(fā)展及蔓延的機(jī)理
一、建筑火災(zāi)蔓延的傳熱基礎(chǔ)
熱量傳遞有三種基本方式，即熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。
（一）熱傳導(dǎo)
熱傳導(dǎo)又稱導(dǎo)熱，屬于接觸傳熱，是連續(xù)介質(zhì)就地傳遞熱量而又沒有各部分之間相對的宏觀位移的一種傳熱方式。在固體內(nèi)部，只能依靠導(dǎo)熱的方式傳熱；在流體中，盡管也有導(dǎo)熱現(xiàn)象發(fā)生，但通常被對流運(yùn)動所掩蓋。
表1-2-1  一些常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)
材料 | 導(dǎo)熱系數(shù)K /[w/(m·K)] | 密度ρ /(kg/m3) | 材料 | 導(dǎo)熱系數(shù)k /[w/(m·K)] | 密度ρ /(kg/m3) |
銅 | 387 | 8940 | 黃松 | 0.14 | 640 |
(低碳)鋼 | 45.8 | 7850 | 石棉板 | 0.15 | 577 |
混凝土 | 0.8～1.4 | 1900~2300 | 纖維絕緣板 | 0.041 | 229 |
玻璃(板) | 0.76 | 2700 | 聚氨酯泡沫 | 0.034 | 20 |
石膏涂層 | 0.48 | 1440 | 普通磚 | 0.69 | 1600 |
有機(jī)玻璃 | 0.19 | 1190 | 空氣 | 0.026 | 1.1 |
橡木 | 0.17 | 800 |
（二）熱對流
熱對流又稱對流，是指流體各部分之間發(fā)生相對位移，冷熱流體相互摻混引起熱量傳遞的方式。由于流體中存在溫度差，所以也必然存在導(dǎo)熱現(xiàn)象，但導(dǎo)熱在整個傳熱中處于次要地位。工程上常把具有相對位移的流體與所接觸的固體表面之間的熱傳遞過程稱為對流換熱。
一般來說，建筑發(fā)生火災(zāi)過程中，通風(fēng)孔洞面積越大，熱對流的速度越快；通風(fēng)孔洞所處位置越高，對流速度越快。熱對流對初起火災(zāi)的發(fā)展起重要作用。
（三）熱輻射
輻射是物體通過電磁波來傳遞能量的方式。與導(dǎo)熱和對流不同的是，熱輻射在傳遞能量時不需要互相接觸即可進(jìn)行。最典型的例子是太陽向地球表面?zhèn)鬟f熱量的過程。
二、建筑火災(zāi)煙氣的流動過程
火災(zāi)發(fā)生在建筑內(nèi)時，煙氣流動的方向通常是火勢蔓延的一個主要方向。500℃以上熱煙所到之處，遇到的可燃物都有可能被引燃。
（一）煙氣流動的路線及特點
建筑發(fā)生火災(zāi)時，煙氣擴(kuò)散蔓延主要呈水平流動和垂直流動。
1. 著火房間內(nèi)的煙氣流動
描述室內(nèi)煙氣流動特點和規(guī)律涉及幾個重要的概念，包括煙氣羽流、頂棚
射流、煙氣層沉降 。
（1）煙氣羽流。
燃燒中，火源上方的火焰及燃燒生成的流動煙氣通常稱為火羽流。而火焰區(qū)上方為燃燒產(chǎn)物即煙氣的羽流區(qū)，其流動完全由浮力效應(yīng)控制，一般稱其為煙氣羽流或浮力羽流。由于浮力作用，煙氣流會形成一個熱煙氣團(tuán)，在浮力的作用下向上運(yùn)動，在上升過程中卷吸周圍新鮮空氣與原有的煙氣發(fā)生摻混。
（2）頂棚射流。當(dāng)煙氣羽流撞擊到房間的頂棚后，沿頂棚水平運(yùn)動，形成一個較薄的頂棚射流層，稱為頂棚射流。由于它的作用，使安裝在頂棚上的感煙探測器、感溫探測器和灑水噴頭產(chǎn)生響應(yīng)，實現(xiàn)自動報警和噴淋滅火。
研究表明，假設(shè)頂棚距離可燃物的垂直高度為H，多數(shù)情況下頂棚射流層的厚度約為距離頂棚以下高度H的5%-12%，而頂棚射流層內(nèi)最大溫度和最大速度出現(xiàn)在距離頂棚以下高度H的1%處。頂棚射流的最大溫度和最大速度值是估算火災(zāi)探測器和噴頭熱響應(yīng)的重要基礎(chǔ)。
（3）煙氣層沉降。
發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)設(shè)法通過打開排煙口等方式，將煙氣層限制在一定高度內(nèi)。否則，著火房間煙氣層下降到房間開口位置，如門 、 窗或其他縫隙時，煙氣會通過這些開口蔓延擴(kuò)散到建筑的其他地方。
2. 走廊的煙氣流動
3. 豎井中的煙氣流動
走廊中的煙氣除了向其他房間蔓延外，還要向樓梯間、電梯間、豎井、通風(fēng)管道等部位擴(kuò)散，并迅速向上層流動。   
對于開口截面積較大的建筑，相對于浮力所引起 的壓差而言，氣體在豎井內(nèi)流動的摩擦阻力可以忽略不計，由此可認(rèn)為豎井內(nèi)氣體流動的驅(qū)動力僅為浮力。
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