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铝合金防火窗口尺寸对火灾竖向蔓延影响的研究
- 2020-05-08-

  随着我国经济的速度发展,高层建筑越来越多,这对建筑防火设计带来了严峻的压力,格外是火灾竖向蔓延,其蔓延速度之快,严重威胁到了人民的生命安全。火灾时,火焰沿建筑外围向上传播到上一楼层的现象就像“蛙跳行为”,它使得建筑内很多竖向防火分隔构件失效,对火势的发展起到了关键性的作用,因此,有需要对铝合金防火窗进行研究,找出其发生的机理、发展的过程、产生的危害及影响因素等,从而较大限度地降低人员和财产损失。

  国外在这方面的研究起步较早,1960年日本学者通过实验和理论分析的方法研究了火灾竖向蔓延规律及防治措施,随后在此基础上进行了越深一步的研究,并得出了不同窗槛墙高度、防火挑檐宽度以及衡口尺寸对火灾竖向蔓延的影响规律;我国学者在这方面的研究也很多,主要运用数值模拟的方法对影响火灾竖向蔓延的因素进行了分析和研究,如建筑结构、火源功率、室外风、窗口玻璃类型等,这里以铝合金防火窗口尺寸为变量来研究火灾竖向蔓延中的“蛙跳行为”这一现象,找到两者之间的关系,为下一步研究寞定基础。

  研究人员用 Fire Dynamic Simulator模拟软件对ASTM E2307标准实验台进行建模并对“蛙跳行为”进行模拟,获得了反映火灾竖向蔓延的火灾动力学数据,并对数据进行了初步分析,总结了“蛙跳行为”的相关规律。

  经过一系列的实验后得出以下结论:

  (1)在窗口面积一定时,对于宽尺寸窗口,发生火灾时,在距窗口上沿相同高度处,沿外墙竖直方向的热流密度值要比方形尺寸窗口、高尺寸窗口大,因此发生“蛙跳行为”的可能性会越大。

  (2)在窗口宽度一定时,增加窗口高度使窗口面积增大,距窗口上沿相同高度处的热流密度值反而减小,可见,并不是窗口面积越大,火灾越容易沿外墙竖向蔓延。

  (3)在铝合金防火窗口高度预定时,增加窗口宽度,距窗口上沿相同高度处的热流密度则会相应的增加,但当窗口高度大于窗口宽度时,这种作用效果并不显明。可见通过限制窗口的长宽比可以控制火灾的竖向蔓延行为。

铝合金防火窗