第三节 建筑火灾蔓延的机理与途径
通常情况下,火灾都有一个由小到大、由发展到熄灭的过程,其发生、发展直至熄灭的过程在不同的环境下会呈现不同的特点。本节主要介绍建筑火灾蔓延的传热基础、烟气蔓延及火灾发展的几个阶段。
知识点: 建筑火灾蔓延的传热基础(机理)
(一)热传导 (二)热对流 (三)热辐射
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(一)热传导
热传导又称导热,属于接触传热,是连续介质就地传递热量而又没有各部分之间相对的宏观位移的一种传热方式。
对于起火的场所,热导率大的材料,由于能受到高温作用迅速加热,又会很快地把热能传导出去,在这种情况下,就可能引起没有直接受到火焰作用的可燃物质发生燃烧,利于火势传播和蔓延。
表1-2 -1 一些常用材料的热导率
材料 |
热导率k/[W/ |
密度p/ |
材料 |
热导率 |
密度 |
铜 |
387 |
8940 |
黄松 |
0.14 |
640 |
(低碳)钢 |
45.8 |
7850 |
石棉板 |
0.15 |
577 |
混凝土 |
0.8—1.4 |
1900~2300 |
纤维绝缘板 |
0.041 |
229 |
玻璃(板) |
0.76 |
2700 |
聚氨酯泡沫 |
0.034 |
20 |
石膏涂层 |
0.48 |
1440 |
普通砖 |
0.69 |
1600 |
有机玻璃 |
0.19 |
1190 |
空气 |
0.026 |
1.1 |
橡木 |
0.17 |
800 |
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|
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(二)热对流
热对流又称对流,是指流体(气体和液体)各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混引起热量传递的方式。所以热对流中热量的传递与流体流动、有密切的关系。当然,由于流体中存在温度差,所以也必然存在导热现象,但导热在整个传热中处于次要地位。工程上,常把具有相对位移的流体与所接触的固体表面之间的热传递过程称为对流换热(热量传递)。
建筑发生火灾过程中,一般来说,通风孔洞面积越大,热对流的速度越快;通风孔洞所处位置越高,对流速度越快。热对流对初期火灾的发展起重要作用。
(对流是液体和气体中热传递的特有方式,气体的对流现象比液体明显。火焰温度越高,温差越大,热对流速度越快。)
(相对位移:例如:如果人在一辆行驶的车上从车尾走到车头,此过程中车行驶s,车长L则人相对车的位移为L,相对地球的位移为(s+L)。)
(三)热辐射
辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式。热辐射是因热的原因而发出辐射能的现象。辐射换热是物体间以辐射的方式进行的热量传递。与导热和对流不同的是,热辐射在传递能量时不需要互相接触即可进行,所以它是一种非接触传递能量的方式,即使空间是高度稀薄的太空,热辐射也能照常进行。最典型的例子是太阳向地球表面传递热量的过程。
火场上的火焰、烟雾都能辐射热能,辐射热能的强弱取决于燃烧物质的热值和火焰温度。物质热值越大,火焰温度越高,热辐射也越强。辐射热作用于附近的物体上,能否引起可燃物质着火,要看热源的温度、距离和角度。
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