室外风对高层建筑火灾轰燃的影响
火灾迅速蔓延背后的“隐秘”
火灾迅速蔓延背后的“隐秘”麻庭光此次上海高层建筑大火，被证明又是一次低级的错误。
焊渣失火是唐山林西大火开始，到国产093核潜艇烧毁在船台，再到香港嘉利大厦大火等，多次火灾的失火主因。
这些在发达国家早已控制解决的问题，在国内因为认识和管理的原因依旧屡禁不止，也许是我们缺乏获取有效的消防常识渠道，或者是点火源无所不在，很难控制。
成灾需要满足某些条件，下面谈一谈火灾的蔓延风险，从能量守恒的角度来认识这场火灾的成因。
热薄型材料的广泛使用固体燃料点火，有两个重要的概念是热厚型和热薄型的概念。
前者典型如：木头，火灾蔓延慢，是因为木头表面吸热之后，向内部传热，因此点火过程需要预热时间，表现在燃烧缓慢，甚至需要长时间的点火预热过程。
后者典型如：纸张，火灾蔓延快，是因为纸张表面吸热之后，无法向其他地方传热（因为背后是空气），能量蓄积在表面的结果，就使表面升温快，点火迅速。
火灾蔓延的过程，就是持续点火的过程。
而且，由于火灾的发展不是线性的，所以火焰的预热作用，仅早期一两秒之差，都会影响到后期控制火势的结果。
因此热薄型材料的多寡，对于火势的控制至关重要。
美国椰林俱乐部大火中的椰树叶，辽宁阜新俱乐部大火中的廉价装饰品，都是典型的热薄型材料，点火不需要时间，而火灾蔓延却是呼啸而来，伤亡惨重。
热薄型材料未必看厚度，深圳舞王大火中的保温材料，就是因为多孔材料的导热系数低，无法向深度传热，导致火灾快速蔓延，这是基于对燃料导热性能理解的消防常识。
我国唐代著名的一首无题诗，就是热薄型与热厚型材料的绝佳说明：一团茅草乱蓬蓬，蓦地烧天蓦地空。
争似满炉煨榾柮，漫腾腾地暖烘烘。
深入理解这首诗，就会明白为什么保险公司把造纸厂的火灾级别定为最高等，纸张晾晒过程的着火是固体燃料中最可怕的一种局面。
导致新疆伊犁兵团农场俱乐部大火（1977年，694人死亡）中的燃料（纸花），就是典型的热薄型燃料。
气候干燥的隐性影响热厚型和热薄型的定义和区分不是完全根据厚度，而是根据燃料的导热性能，热薄型背后是空气（传热的不良导体），因此升温快。
如何科学认识建筑火灾
２火 灾 的竖 向延 烧 ： ． ｒ现代建筑物中各种竖井多， 诸
如通 风 井 、 气 井 、 道 井 、 圾 井 、 排 管 垃 电梯 井 、 梯 问 、 井 、 楼 天 中
设计 、 工 、 施 工程监理 等单位依法对 建设 工程的消防设计 、 施
控 制 向上 升 腾 ， 内 吊顶 天棚 的入 孔 、 风 口等都 是 烟 火 进 入 室 通
自控、 通讯 、 计算机 ）燃 气 、 、 热力 、 电梯……各个 专业 ， 既要考 虑各专业部门的特殊性 ， 又必须综合考虑 消防工程 的全局性 ，
严 格 做 到 协 调 配合 、 畅 有 序达 到优 化 设 计 。 极 应 对 防 火 减 顺 积
设计 ； 工中做到科学 、 施 合理选材 ， 确保质 量： 监理更要一丝不 苟， 决不放过任何 工程中的隐患 ， 确保生命安全 ， 尽可能减 少
财产损失。
（ 作者 单位 ： 州市 下城 区东新路 ６ ６号 ） 杭 ９
楼 板 之 间 ， 墙 与分 隔 结 构 之 间 ， 温 夹 层 接 头 处 ， 水 管 道 幕 保 下 穿 越 部 位 都 容 易 因施 工 质 量 留 下 孔 洞 ，有 的 孔 洞水 平 方 向 与 垂 直 方 向 相 互 贯通 ， 而事 后 又 难 于 发 现 和 查 找 ， 遗 留严 重 的 会
顶棚 的途 径 。 势 还 可 通过 金 属 管 道 热 传 导扩 散 火 灾 ， 火 或通 过
通火 管道 扩 大 火势 。此 外 ， 灾 的烟 气 吸 入 通 风 管 道 ， 至 使 火 甚
灾大局 ， 建筑设计 中必须考虑 ： 、 ｌ、 １合理规划建筑布局 ， 确定 建
高层建筑防火安全问题分析及对策研究
高层建筑防火安全问题分析及对策研究【摘要】随着建筑工程技术的迅速发展，高层建筑越来越成为经济发展的一个缩影。
但也带来众多弊端，其中以防火问题最为突出。
针对当前中国高层建筑消防严峻形势，分析了高层建筑的火灾特点及高层建筑防火安全的现状，阐述了高层建筑存在的防火安全问题，并结合高层建筑特点，提出了消防安全管理措施及高层建筑防火对策。
【关键词】高层建筑；防火；问题分析；对策高层建筑，作为人类文明和科学进步的产物在现在生活中占据醒目地位。
随着城市建设步伐的加快，土地资源相对日益缺，特别是人口日渐密集，造成城市生活空间、工作空间不断缩小，结构复杂的高层民用、商业建筑大量涌现，高层建筑已成为城市建筑主要选择。
然而，高层建筑火灾发生概率也在不断增大，尤其是近几年来，高层建筑火灾频发，引起了全社会的广泛关注。
因此，深入研究高层建筑的火灾特点和危害，分析高层建筑的特点及火灾成因，提出高层建筑火灾预防策略，探索符合高层建筑消防安全管理的有效途径和方式，制定科学合理的预防控制措施，对于避免火灾造成重大人员伤亡和经济损失具有极其重要的现实意义和应用价值。
1、高层建筑防火安全问题分析1.1 高层建筑火灾特点分析高层建筑的特点决定了火灾发生的性质与一般火灾不同，高层建筑火灾往往容易造成重大损失和伤亡事故，这已经被无数火灾案例所证实；高层建筑自身的特点决定了火灾发生后其性质与一般火灾不同，具有以下特点：（一）火势蔓延快，难以控制。
高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井等竖向开口部位，若无有效的防火分隔设施，发生火灾时，在“烟筒效应”作用下，一座百余米高的大楼在短短的几分钟内即可被熊熊大火吞没。
试验证明，一座高100 m 的高层建筑，在25～33s 内，烟气即能顺着垂直通道从低层扩散到顶层，与此同时，火热也将很快蔓延扩展，许多高层建筑火灾都证明了这一点。
北京央视北配楼大火的惨痛教训，就暴露出了高层建筑装修施工中火灾隐患的共性。
（二）疏散困难，易造成重大伤亡事故。
室内火灾轰燃现象的成因及影响因素
LOW CARBON WORLD2020/10综合论述室内火灾轰燃现象的成因及影响因素王伯牙，严柱（福州市消防救援支队，福建福州350000）【摘要】轰燃现象是室內火灾中一个很重要的现象，本文通过分析造成室內火灾轰燃现象的基本原因、临界发生条件等得到影响发生轰燃的主要因素，进一步加强了对轰燃现象的认识，希望相关建筑行业可以有效地控制轰燃的发生，减少火灾危害遥【关键词】室內火灾曰轰燃曰成因曰影响因素【中图分类号】X928.7【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2020）10-0215-02室内火灾是一定限制空间内的燃烧，是建筑火灾的主要形式。
室内火灾通常分为3个阶段:初始阶段、充分发展阶段和减弱阶段。
在火灾的初始阶段与充分发展阶段之间有一个温度急剧上升的狭窄区，通常称为轰燃区，它是火灾发展的重要的转折阶段。
轰燃发生时，可燃气体随着高温火焰从起火房间窜出，使得火焰迅速蔓延到相邻的区域，使火灾的破坏性更大。
因此，加强对轰燃的认识是研究火灾规律研究重要的方面。
1定义轰燃是室内火灾发展的一个典型过程，标志着室内火灾由初期阶段向充分发展阶段的转变，发生轰燃后，室内的温度迅速升高导致火灾蔓延。
目前常见的定义有：（1）室内火灾由局部向全面爆发的转变，所有可燃物表面开始燃烧。
（2）室内燃烧由可燃物控制向风量控制的转变。
（3）在室内顶棚下方聚集可燃气体或蒸气突然着火而造成火势迅速蔓延。
2成因轰燃发生时，燃烧生成的热烟气将使顶棚和墙壁上部受到加热，火焰向顶棚扩展,火场温度的升高又以辐射热形式增大着火范围。
当室内火源的释热速率达到发生轰燃时的临界释热速率，轰燃就会发生。
3发生的临界条件轰燃时间的界定对研究火灾的燃烧进程和对火场结构的影响特别重要。
通过对大量火灾实验数据的分析，目前学者多从地板墙面接收到的热通量、房间内的温度、燃料的燃烧速率、室内体积燃空比（室内可燃气和空气的体积比）等来描述轰燃发生的临界条件。
建筑火灾烟气控制浅谈
建筑火灾烟气控制浅谈摘要：本文首先对建筑火灾烟气流动过程进行了分析,介绍了着火房间内外的压力分布情况,着火房间门窗开启时的气体流动情况以及烟囱效应,进而分析烟气的质量生成率、温度及分布情况、风和建筑通风系统对烟气流动的影响情况，最后对提出了烟气控制的几种方式，并分析比较。
关键词：建筑火灾，烟气流动，烟气控制1建筑火灾烟气流动的分析建筑物内烟气的流动在不同燃烧阶段表现是不同的。
在火灾发生初期，烟气由于其温度高且密度小，便会伴随着火焰向上升腾，遇到顶棚后，则转为水平方向的层流流动。
试验研究表明，这种层流状态可保持40-50m。
烟气沿着顶棚流动时，如遇到梁或者挡烟垂壁就会反向流动，并逐渐在顶棚聚集，直到烟气的厚度超过挡烟物体时，就会绕过挡烟物体流到其他的空间。
此阶段，烟气扩撒速度约为0.3m/s。
轰然发生前，烟气扩散速度约为0.5-0.8m/s，此时烟气层厚度已充满走廊高度的一半。
轰燃发生时，烟气的喷出速度可达每秒数十米。
当然，烟气在垂直方向上的流动也是很迅速的。
实验证明，烟气在垂直方向上的流动速度要比水平方向流动速度快很多，一般可达3-5m/s。
烟气的流动通常遵循由压力高的地方向压力低的地方流动这个基本规律，倘若房间内为负压，那么烟气就会通过通风口进入室内。
1.1着火房间内外压力分布着火房间内外压力分布如图1所示。
阴影区域为着火房间内外的隔墙，阴影区域右侧为着火房间，左侧为室外，相应的气体温度分别为t n，t w，相应的密度分别为ρn，ρw，房间高度，即从地面到顶棚的垂直距离为H0。
下面是以地面为基准面，来分析垂直方向上着火房间内外的压力分布情况。
图1 着火房间内外压力分布令着火房间内外地面上的静压力分别为P1n，P1w，则距地面垂直距离为h处的室内外的静压力分别为室内室外地面上室内外的压力差为距地面h处的室内外压差为顶棚上的室内外压差为研究结果证明，在垂直于地面的某一高度位置上，必然会出现室内外压力相等的情况，即室内外压力差为0，通过该位置的水平面就是该着火房间的中性面(层)，令中性面距地面的高度为h1，则有：当火灾发生时，室内的温度必然会高于室外的温度，即t n>t w，所以(ρn-ρw)>0。
火灾在蔓延的过程中
v ag
q
h
(4-39)
式中，vag是阴燃旳传播速度；q是穿过燃烧起始表面旳净 传热量；ρ是固体材料（堆积）旳密度；Δh是单位质量旳
材料从环境温度上升到着火温度时热烩旳变化量。
当着火温度与区域II旳最高温度Tmax相差不太大时，环 境温度（即材料旳初始温度）为To材料旳热容为C，则有：
第五节小节阴名燃
可自燃着火。这就完毕了阴燃向有焰燃烧旳转变。因为这 一转变过程非稳态旳，要精确拟定转变温度是极难旳。
概括地讲，阴燃向有焰燃烧旳转变主要有下列几种情 形：
1、阴燃从材料堆垛内部传播到外部时转变为有焰燃 烧
第五节小节阴名燃
和轰爆
一、阴燃*
在材料堆垛内部，因为缺氧，只能发生阴燃。但只要阴燃 不中断传播，它终将发展到堆垛外部，因为不再缺氧，就 很可能转变为有焰燃烧。
区域III：残余灰／炭区。在该区中，灼热燃烧不再进 行，温度缓慢下降。
第五节小节阴名燃
和轰爆
因为阴燃传播是连续旳，所以实际上以上各区域间并无明
显界线，其间都存在逐渐变化旳过渡阶段。阴燃能否传播 一、阴燃*
及传播速度快慢主要取决于区域II旳稳定及其向前旳热传 二、轰爆 递情况。
为了能从理论上阐明阴燃旳传播速度，将区域I和区域 II之间旳界面定为燃烧起始表面。因为穿过这一界面旳传 热速率决定了阴燃旳传播速度，所以在静止空气中，阴燃 传播速度可表达为：
尽管用式（4-42）拟定旳阴燃旳传播速度比较粗略， 但其数量级是比较可靠旳。例如，绝缘纤维板实际阴燃旳 传播速度旳数量级为10-2mm/s，这和用式（4-42）计算旳 成果基本相符。
(三) 阴燃旳影响原因 阴燃是一种十分复杂旳燃烧现象，受到多方面原因旳 影响。这些原因主要涉及：
浅谈在建高层建筑火灾危险性及防控
浅谈在建高层建筑火灾危险性及防控摘要：随着经济建设的快速发展，我国城市现代化建设进程不断加快，同时标志着城市发展水平的高层建筑也如同雨后春笋，从数量到高度逐年攀升。
由于高层建筑其固有的火灾特点，尤其是在建高层建筑及其施工现场的特殊性，不仅火灾多发，而且扑救难度更大，给火灾预防和扑救工作提出了许多值得高度重视和认真思考的课题。
本文结合日常工作实践，浅谈在建高层建筑存在的火灾危险性及如何采取有效措施预防和控制。
关键词：在建高层建筑；火灾危险性；防控abstract: with the rapid development of economic construction, our country city modernization process accelerate ceaselessly, also marked the city development level for high-rise buildings are like bamboo shoots after a spring rain, from quantity to the highly increased year by year. because of its inherent characteristics of high-rise building fires, especially in the construction of high-rise building and its construction site specificity, not only fire fighting, but also more difficult, to fire prevention and fighting work presents many worthy of high attention and problem. combining with the practice of daily work, built in high-rise building fire danger of and how to take effective measures to prevent and control.key words: construction of a building; fire risk; prevention and control中图分类号：tu71文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）1引言随着经济迅猛发展，现代化城市建设步伐加快，由于土地资源的紧缺，高层建筑成为了城市建筑的趋势，而高层建筑建设工期长、各方监管不到位，一旦发生火灾扑救难度大，因此，在建高层建筑的火灾防控就成为了当今消防工作的一个难题。
防排烟工程大题
防排烟工程答题第一章火灾烟气的组成与危害1、火灾烟气的定义（识记）含有烟粒子的气体称为烟气。
火灾烟气是火灾时所生成的气体和悬浮在其中的烟粒子的总称。
2、完全燃烧的定义对于正常的燃烧工况，环境的供热条件、空间时间条件和供氧条件得到良好的保证，燃烧进行得比较完全，所生成的产物都不能再燃烧，这种燃烧称为完全燃烧,其燃烧产物称为完全燃烧产物。
3、烟粒子的浓度种表示方法。
(1）质量浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的质量，称为烟粒子的质量浓度。
(2）颗粒浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的颗粒数，称为烟粒子的颗粒浓度。
（3）光学浓度烟粒子的光学浓度用减光系数表示，减光系数的大小,代表了烟粒子浓度的大小.减光系数越大,即烟的浓度越大，光强度越小；距离越远，光强度越小4、火灾烟气的毒害性表现在哪几个方面？火灾烟气的危害性可概括为缺氧、中毒、减光、尘害和高温。
5、造成火场减光的原因是什么？烟气中烟粒子的粒径大于两倍的可见光波长，这些烟粒子对可见光是不透明的，即对可见光具有遮蔽作用。
火场中烟气的存在，可见光因受到烟粒子的遮蔽而大大减弱,会严重影响火场的能见度，从而影响人员的安全疏散，阻碍消防队员接近着火点救人和灭火。
同时，加上烟气中的有些气体对人眼有极大的刺激性，如HCL、NH3、HF、S02、Cl2 等，从而使人们在疏散过程中的行进速度显著降低，这就是烟气的减光性。
一、有毒气体的浓度(领会）容积浓度表示法有百分浓度(%）和百万分浓度( ppm)两种，即Vi———火灾烟气中有毒气体的分容积(m3）；V -—-火灾烟气的总容积（m3）。
二、烟粒子的浓度（一）质量浓度m s---烟气中所含烟粒子的质量（mg)；Vy-——--火灾烟气的容积（m3)。
(二）颗粒浓度单位容积的烟气中所含烟粒子的颗粒数,称为烟粒子的颗粒浓度n。
,即能见距离（领会）当能见距离降到3m以下时，逃离火场就十分困难能见距离与减光系数之间的经验关系式.Cs———-烟气层的减光系数（m-1)；D-——能见距离（m）;K--—经验系数,其值随光源或标志形式而异，对发光型指示灯和门窗，K=5—10;对反光型指示灯和门窗，K=2—4。
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室外风对高层建筑火灾轰燃的影响
摘要：研究当火灾发生轰燃时周围烟气浓度的变化以及分析室外风速对高层建筑火灾轰燃的影响，为高层建筑火灾防火规范设计做出理论支持。
应用FDS （Fire Dynamics Simulator)软件对高层建筑火灾进行模拟，来测定当室内火灾发生轰燃时周围烟气温度和浓度发生的变化以及当通有室外风时对火灾轰燃的影响。
当建筑火灾中发生轰燃时，周围温度、CO浓度在短时间内有显著增加。
当通有室外风时，轰燃会提前发生，并且其周围温度较无风时更大，而CO浓度则相反。
关键词：高层建筑火灾；轰燃；室外风
0引言
轰燃是指火在建筑内部突发性的引起全面燃烧的现象，它的发生标志着火灾全面发展阶段的开始。
一旦高层建筑火灾发生轰燃，在室外风和烟囱效应的作用下，火灾的发展和烟气的蔓延势必会更加迅速。
这对于火灾的扑救以及人员的逃生都极为不利。
因此研究室外风对高层建筑火灾轰燃的影响具有重要意义。
目前，国外对火灾轰燃的研究如S. Welch[1]对大尺寸模型进行了模拟。
国内学者厉培德[2]主要分析了当火灾发生轰燃时温度的变化，火势的发展，烟气的蔓延情况以及室内火灾轰燃的预测方法。
卢平[3-4]等学者主要研究了火灾轰燃过程烟气参数的变化规律以及火源位置的不同对轰燃的影响，但是研究室外风对建筑火灾轰燃的影响的人不多。
笔者将运用FDS软件，以高层建筑里某一房间为研究对象，来分析在有室外风情况下，轰燃发生的时间以及发生后周围烟气温度和浓度，来阐述室外风对高层建筑火灾轰燃的影响。
1模型的建立
笔者根据上海某商业大厦建立模型。
该高层建筑共30层，总高约为120m，层高4m,单层面积约为2025㎡，总面积约为60750㎡。
该次模拟的火源在第14层西侧的一个房间里，初始火源设为5MW。
本人根据所要研究的内容在建筑物的西侧外墙上建立长1m,宽0.5m的玻璃窗，在玻璃窗上设置测点X=0.5，Y=22.5，Z=54.5。
假设火灾火灾发展到一定阶段的时候，由于玻璃窗的爆裂意外地产生了由于高层建筑所引起的室外风效应。
所以此测点在模拟中达到350℃时，玻璃窗自动变为风口，开始通室外风。
另外又设置了两个测点，分别是距离火源上方2.5m处一测点以及房间门一测点。
2 无室外风情况下火灾发展的规律
2.1 火灾中轰燃现象的发生
笔者在此次模拟中采用的初始火源功率是5MW，燃料是聚氨酯。
火灾初始
阶段火源上方测点温度逐渐升高，到100s时，温度升高到274℃，之后火灾进入成长阶段，在100s~180s之间，温度由原来的274℃升高到400℃，之后火灾发展比较稳定，温度一直维持在400℃左右。
在320s时，由于房间上部热烟气的大量积聚，房间上部热烟气层温度达到了轰燃发生条件，于是轰燃发生，温度在瞬间升高到780℃，这也标志着火灾已经进入到旺盛阶段。
2.2 CO浓度的分析
火灾初始阶段，房间门测点CO浓度增长缓慢，在100s时达到26.5ppm。
之后火灾进入成长阶段，由于大量聚氨酯的燃烧，CO浓度也在增大，在100s~320s 之间，CO浓度由26.5ppm增加到426ppm。
根据上面2.1小节对轰燃现象发生的分析，在320s时，火灾发生轰燃，而在此图360s~380s一段时间内，CO浓度由532ppm急剧上升到952ppm。
在轰燃现象发生40s后，房间的CO浓度有如此极大跳跃是因为室内烟气急剧膨胀从而产生较大烟气浓度差，导致在瞬间房间门外大量烟气的溢出。
这也是火灾发生轰燃现象的一个明显标志。
3室外风对火灾发展的影响
3.1 室外风对火灾轰燃的影响
笔者根据公式确定了此次模拟的室外风速，始终为参考参数，为参考高度处风速，为需要测量高度处风速。
从而得出了此次模拟的室外风速为9m/s。
在火灾发展前100s内，温度曲线基本无风情况下相同，当100s后通有室外风时，温度增长趋势照比无风情况时明显变大，在160s时达到了400℃。
在160s~180s 这个时间段内，火灾发生了轰燃现象，测点出温度由400℃急剧上升到900℃，此后温度一直维持在800℃左右，在460s后火势有所减小，温度逐渐降低。
在通有室外风时火源功率增长趋势明显并且照比无风情况下要大很多。
另外在发生轰燃后，火源功率的上升幅度也极为明显，在200s时火源功率达到最大值16500KW。
3.2 CO浓度的分析
在火灾发展前100sCO浓度的变化基本与无风情况时相一致。
100s后由于室外风的影响，CO浓度有显著增长。
在100s~160s内，CO浓度由26.3ppm上升到92.5ppm。
由前面对房间上部热烟气层温度的分析知道，在160s后火灾发生了轰燃。
从图中也可清晰看到在160s~180s时间段内，CO浓度急剧增长，180s 时已达到639ppm。
此时CO浓度照比轰燃发生前大了将近10倍。
在此后的几百秒内，CO浓度一直在686ppm左右波动。
4 结论
从数值模拟结果来分析可以看出，在无室外风情况时，火灾在320s~340s时间段内发生轰燃，火源房间上部热烟气层温度达到了780℃。
当轰燃发生后，周围温度，CO浓度在极短时间内急剧增大。
当通有室外风时，火灾在160s~180s 时间段内发生轰燃,相对无风情况下整整提前了一倍时间。
在有室外风条件下发生的轰燃更危险，从模拟结果来看，火源功率要比无室外风条件下高出6MW，温度上至少要比无风情况下高出近150℃。
火灾中的轰燃现象对于火灾趋势的发展是十分不利的，无论对于受困人员的疏散以及对火灾的扑救工作都是起到巨大的阻力作用。
由其是高层建筑，由于高层建筑火灾具有烟囱效应的不利因素，使之轰燃对高层建筑火灾影响是巨大的。
参考文献：
[1]S. Welch, A. Jowsey, S. Deeny, R. Morgan, J. Torero, BRE large compartment fire tests—characterising post-flashover fires for model validation, FireSaf.J. 42 (8)(2007)548–567.
[2]厉培德,钟茂华.室内家具轰燃的实验研究[J].中国安全科学学报，2003，13(5)：49-52.
[3] 卢平,厉培德.受限空间火灾轰燃过程的模拟实验研究[J].火灾科学,2003,12(4):213-217.
[4] 廖光煊,宗若雯.特殊受限空间火灾燃烧的重构研究[J].合肥:中国科学技术大学,2008.
作者简介：吴思成（1988～），男，辽宁鞍山人，供热工程专业在读硕士。