CFD典型高层住宅外保温材料火灾特性及防火策略研究(5)
新的GB8624-2006分级体系是完全参照欧盟EN13501-1：2002标准，它有规定其试验方法及等级标准。并对部分级别另规定了附加燃烧生成物的毒性试验要求。新的分级体系是基于材料在真实火灾场景中的燃烧特性的一套评价体系，试验的设计和数据的采集是建立在火灾基础理论之上的，并以实际火灾为参考场景。新的分级体系以墙角实体试验(ISO-9705)为参考场景。主要采用ISO-1182不燃性试验(SBI)。ISO-9239铺地材料燃烧性能测定——辐射热源法试验，以及CA.132-1996规定的毒性试验，用于对材料产烟毒性评价，火灾场景毒性评价以及由成分分析结果推测烟气毒性危险等。通过上述一系列测试标准，以实体火灾为参考场景，可测得一系列与潜在火灾危险性相关参数：燃烧热释放速率、产烟量、产烟速率、烟气毒性、火焰传播等多项参数。用这些参数可以全面地、系统地、描述火灾发生的三个阶段的三个火灾情景。第一阶段：是指制品被新燃的着火阶段，即用小火焰施加于制品的局部区域；第二阶段：是指火灾逐步增长发展直至轰燃阶段；第三阶段：轰燃后，所有可燃制品成了火灾荷载。用这些参数可将建筑材料分为A1、A2、B、C、D、E和F七个级别。因此新的分级体系中的试验方法对材料的燃烧性更为科学、更为合理。新的GB8624-2006国家标准中，规定了一些试验方法的考虑，要有实际火灾场景，又考虑材料的最终用途。也就是PU泡沫在不同建筑和建筑物的不同部位使用时，其火灾危险性是不一样的。
因此，我国新颁布的GB8624-2006国家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。此标准一方面能正确评价有机泡沫塑料在真正火灾中，真正地燃烧性能，同时也能预测有机泡沫在火灾中危险程度，从而找到如何正确、安全使用这种易燃有机泡沫塑料的合理科学根据。
外墙外保温体系是复合在结构墙体外侧的保温装饰系统，可视作为墙体构件，是墙体的一部分，是属外墙外保温有机保温(EPS、XPS、PU)复合材料。其燃烧性能，应按“高规”、“低规”2个防火设计规范中各类建筑构件的燃烧性能和耐火极限执行。
3.1.2 燃烧性能种类分析
（1） 无机保温材料性能分析
① 矿棉分析
矿棉是将熔融状态的冶金矿渣用喷吹法或离心法制成絮状，具有吸声、绝热、不燃等特点，设计中常用矿棉板容重：80 kg/m3~160kg/m3，导热系数：<0.04 4。由于矿棉的酸度系数较低，物理性能较岩棉不稳定，所含碱性氧化物较多，所以为不燃材料，A级。
② 玻璃棉
玻璃棉是将熔融的玻璃纤文化，形成蓬松棉状材料。设计中常用玻璃棉板容重：30kg/m3～40kg/m3，导热系数：<0.033 。在生产过程中会添加部分有机成分，且为不燃材料，A级。
（2） 有机保温材料性能分析
① 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS）
XPS由聚苯乙烯树脂为主要材料，加热挤塑成型的具有闭孔结构的泡沫塑料。一般认为XPS板为可燃材料，B2级，设计中常用EPS板容重：25kg/m3~32kg/m3，导热系数：<0.03 。
② 塑聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）
EPS由聚苯乙烯树脂颗粒经加热预发泡后，在模具中成型的具有闭孔结构的使用温度不高于75 度的泡沫塑料。设计中常用EPS板容重：18kg/m3—22kg/m3，导热系数：<0.042 [10] 。
3.2体动力学的理论基础
3.2.1 计算流体动力学
计算流体动力学((Computational Fluid Dynamics简称CFD)是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。CFD的基本思想可以归结为:把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。 CFD可以看作是在流动基本方程(质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制波对流动的数值模拟。通过这种数值模拟，我们可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量(如速度、压力、温度、浓度等)的分布，以及这些物理量随时间的变化情况，确定旋涡分布特性、空化特性及脱流区等。还可据此算出相关的其他物理量，如旋转式流体机械的转矩、水力损失和效率等。此外，与CAD联合，还可进行结构优化设计等。
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