CFD典型高层住宅外保温材料火灾特性及防火策略研究(4)
1.2 研究目的及意义
随着当今全社会大力提倡低碳经济和节能环保，外墙保温作为节能减排的一项重要措施，逐渐被越来越多的新兴建设项目所大量采用。然而这两年由外墙保温材料引起的高层建筑火灾频繁发生，高层建筑室外火灾已经成为当下防火安全工程研究的众矢之的。高层建筑外墙保温材料一旦被引燃，受到建筑物本身设计构造存在的缺陷等因素的影响下，致使火势迅速蔓延，殃及更多无辜的生命。本文旨在通过研究外墙保温材料本身、材料和建筑物外墙是否存在空腔以及是否有设置防火隔离带等方面，为促进保温建筑的安全普及尽上自己的绵薄之力。
1.3 研究内容及方法毕业论文
近年来高层建筑特别是高层住宅的外保温材料火灾逐年增多，已成为当前国内外研究的热点。本论文主要在典型火灾案例研究的基础上，通过数值模拟仿真分析，对几种典型外墙保温材料的火灾发展特性进行研究，分析不同材料的火灾蔓延及烟气运动规律。同时，通过数值模拟，研究外墙防火隔离带等措施的效用，寻求高层建筑外墙火灾防治方法及对策，为后续防火技术方法研究提供依据。通过查阅国内外文献资料，了解现有研究状况，特别是典型保温材料的火灾性能和指标。
领会和掌握高层建筑外保温层火灾的特殊性和相关研究方法。通过FDS软件，模拟使用了各种典型外保温材料的高层建筑一旦发生火灾可能分别产生的火灾影响及效应，并根据结果进行火灾特性和蔓延规律及数学分析研究归纳，提出相应的行之有效的防火对策，例如可以尝试在不同的部位设置防火隔离带或砂浆覆盖层，从而起到抑制火势蔓延的效果。
本论文的主要研究内容及方法如下：
（1） 通过互联网或到图书馆收集调研高层建筑外墙保温材料火灾的研究文献，进行近些年高层建筑外墙保温材料火灾典型案例分析。了解外墙保温材料的燃烧特性以及试验研究结果；
（2） 根据参考文献所查阅的不同有机外保温材料选取典型范例，了解其火灾特性参数的取值，并根据自己的研究设计运用到火灾CFD数值模拟仿真（即FDS软件）分析所选的有机外保温材料（本文选用EPS、XPS）的火灾发展态势和特性；
（3） 运用CFD数值模拟技术（即使用计算机FDS软件），通过在模型中加入30cm的防火隔离带，研究外墙防火隔离带系统的效用，分析隔离带与火灾规模等参数的关系，确定隔离带的合理布置。另外，在模型中设置5cm的空腔，研究在有无空腔的不同条件下外墙防火系统的效用。
（4） 基于上述试验的成果，分析现有规范的不足，进行针对外墙保温系统的火灾特性、防火策略及对策研究。
3 住宅外保温材料火灾特性及防火策略研究的理论基础
3.1 建筑外保温材料燃烧特性
3.1.1 建筑材料及制品燃烧性能分级
我国新颁布的GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》标准，是目前世界上最为科学、最为合理、同国际先进标准直接接轨的国家标准。我国已颁布的GB8624-1997国家标准，虽其指标是目前世界最高、最为苛刻的，但其采用试验方法大多数是小尺寸试验，其火焰传播特性：水平燃烧法、垂直燃烧法，均采用单火焰点火方式，装置小巧简单，根本难以准确预测PU泡沫材料在真实实际火灾条件下的燃烧特性。尤其是氧指数法，其试验方法是采用长条状的试验样树立在氧氮气流中。点火方法是从试样顶端点火，火焰向下蔓延，这与实际火灾中的火焰传播方式不同，并且在实际火灾中的PU泡沫材料不是在富氧情况下燃烧，而是在氧气浓度越来越低情况下燃烧。烟密度测定只是累计数，也无法测定在真实火灾中PU泡沫烟毒气释放速率。因而旧的GB8624-1997标准体系很难真实地反映PU泡沫材料在实际火灾场景下的燃烧特性。旧的GB8624-1997标准体系是非等同采用德国工业标准DIN4102-81第一部分，主要是针对发生火灾时，材料表面的火焰传播和蔓延。随着火灾科学和消防工程科学领域研究不断深入和发展，对燃烧特性的内涵也从单纯的火焰传播和蔓延，扩展到材料在真实火灾中实际燃烧特性参数：燃烧热释放量(热值)、燃烧热释放速率、烟密度(SDR)、烟气生成速率、燃烧产物烟气毒性，以及火焰传播等。
上一篇：小产权房火热交易的原因及分析对策