7.2.1 設(shè)定火災(zāi)的特征
設(shè)定火災(zāi)通常以下列隨時間變化的變量為特征：
——熱釋放速率；
一一毒性組分的生成率；
——煙氣生成率；
——火災(zāi)范圍(包括隨時間的變化)；
——溫度/熱通量隨時間的變化。
7.2.2 決定火災(zāi)增長速率的因素
決定火災(zāi)增長速率的因素包括：
——可燃物的特性；
一一可燃物的空間分布；
——室內(nèi)空間的幾何形狀；
——可燃物的著火特性；
——熱釋放速率的特征；
——通風(fēng)狀況；
——外部熱通量；
——暴露表面的面積。
7.2.3 火災(zāi)增長的初始速率
設(shè)定火災(zāi)場景中出現(xiàn)的事件會改變火災(zāi)增長的初始速率。典型的事件及其效應(yīng)有：
一一轟燃：轉(zhuǎn)變?yōu)槿勘砻鎱⑴c燃燒的狀態(tài)；
——煙氣層下降：加速火災(zāi)發(fā)展；
——噴淋啟動：穩(wěn)定或減小火災(zāi)；
一一人工滅火：穩(wěn)定或減小火災(zāi)；
——燃料耗盡：火災(zāi)衰減；
——通風(fēng)條件變化：改變火災(zāi)特征；
一一燃燒碎屑：引燃其他物體。
確定火災(zāi)初期增長速率需要考慮以上因素。對于設(shè)定條件下具有簡單幾何分布的可燃物火災(zāi)，可根據(jù)火災(zāi)模型預(yù)測其火災(zāi)發(fā)展速率。對于典型的可燃物也可使用實驗數(shù)據(jù)確定其火災(zāi)增長速率(參見參考文獻[4])。
7.2.4 轟燃
轟燃是局部火災(zāi)向房間內(nèi)可燃物的所有暴露表面全部參與燃燒的狀態(tài)的快速轉(zhuǎn)變過程。較小或中等大小的房間較易發(fā)生轟燃。
轟燃會改變設(shè)定火災(zāi)的熱釋放速率和完全發(fā)展火災(zāi)的其他參數(shù)。完全發(fā)展火災(zāi)是通風(fēng)控制型或燃料控制型的。
一般假定在室內(nèi)空間內(nèi)發(fā)生轟燃的條件為(參見參考文獻[5])：
——上部煙氣層的溫度達(dá)到500°C?600°C；
——上部煙氣層對地面的熱輻射達(dá)到20kW/m2。
7.2.5 完全發(fā)展火災(zāi)
轟燃后，火災(zāi)快速進入完全發(fā)展階段，此階段的燃燒速率受可燃物或通風(fēng)條件的限制。轟燃后的熱釋放速率峰值可認(rèn)為是通風(fēng)控制型火災(zāi)和燃料控制型火災(zāi)的熱釋放速率的較小者。當(dāng)滿足式(1)時燃料控制型火災(zāi)會向通風(fēng)控制型火災(zāi)轉(zhuǎn)變：
對于特殊的可燃物，如木垛，有更為詳細(xì)的判定標(biāo)準(zhǔn)(參見參考文獻[6])。
在分析結(jié)構(gòu)響應(yīng)時，應(yīng)以火焰的溫度來描述轟燃后的火災(zāi)。環(huán)境的熱對流和熱輻射也可能對結(jié)構(gòu)構(gòu)件和室內(nèi)空間各部分的溫升產(chǎn)生重要影響。因此，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇。
7.2.6 通風(fēng)控制型火災(zāi)
通風(fēng)控制型火災(zāi)的燃燒速率可根據(jù)流入房間內(nèi)的空氣量來確定。研究表明(參見參考文獻[5])，空氣流入起火房間的速率與通風(fēng)因子
有關(guān)?？紤]到通風(fēng)控制條件下，可燃物/空氣比大于化學(xué)當(dāng)量比，因而可用燃燒反應(yīng)估計可燃物的質(zhì)量燃燒速率，利用可燃物的有效燃燒熱來確定熱釋放速率(參見參考文獻[6])。
當(dāng)室內(nèi)地面和頂棚有單獨通風(fēng)口時，上述基于通風(fēng)因子的預(yù)測方法會低估火災(zāi)的嚴(yán)重性。上述方法不適用于大空間。
7.2.7 燃料控制型火災(zāi)
燃料控制型火災(zāi)的發(fā)生概率要比通風(fēng)控制型火災(zāi)小，一般只發(fā)生于像儲藏空間那樣有良好通風(fēng)條件的特殊環(huán)境中。
燃料控制型火災(zāi)的燃燒速率取決于燃料的性質(zhì)和表面積。在大多數(shù)實際應(yīng)用中，這些因素很難確定。但對于簡化后具有規(guī)整幾何形狀的物體，比較容易確定基本參數(shù)，如木垛，已經(jīng)建立了熱分解速率和單位面積初始燃料質(zhì)量及剩余燃料質(zhì)量的關(guān)系式。
7.2.8 自動滅火系統(tǒng)的作用
自動滅火系統(tǒng)可能在火災(zāi)過程中的任何時間啟動，但一般期望其在轟燃前啟動。在自動噴淋系統(tǒng)啟動后，熱釋放速率可視為恒定，除非可以證實噴淋系統(tǒng)能夠在特定時間內(nèi)撲滅火災(zāi)。若系統(tǒng)在特定時間內(nèi)可以撲滅火災(zāi)，則可假設(shè)熱釋放率在指定時間內(nèi)線性減小，更多信息參見GB/Т 31593.4。
符合標(biāo)準(zhǔn)要求的全淹沒氣體滅火系統(tǒng)啟動后，可以假設(shè)滅火劑濃度達(dá)到設(shè)計值時，會很快控制火災(zāi)。
7.2.9 消防部門的干預(yù)
消防部門可以在火災(zāi)發(fā)展過程中的任何時間進行干預(yù)，但只有當(dāng)火災(zāi)的發(fā)展情況處于所用消防設(shè)備的可控制范圍內(nèi)時才能控制火災(zāi)。除非使用適當(dāng)?shù)南狸牳深A(yù)模型(有關(guān)示例參見參考文獻[7]、[8])，否則不考慮這些干預(yù)對設(shè)定火災(zāi)的影響。
7.2.10 火災(zāi)衰減
當(dāng)房間內(nèi)大部分可燃物耗盡，或火災(zāi)不能蔓延到相鄰物體時，燃燒速率由于炭化層的形成會逐漸減小。衰減的開始時刻沒有明確的定義，且其精確預(yù)測尚待進一步研究。
在缺乏有效資料時，可認(rèn)為80%的可燃物耗盡時，設(shè)定火災(zāi)的熱釋放速率開始衰減?？梢哉J(rèn)為衰減速率在一段時間內(nèi)呈線性減小，熱釋放速率在衰減期內(nèi)的積分應(yīng)等于可燃物中20%的剰余能量。
設(shè)定火災(zāi)通常以下列隨時間變化的變量為特征：
——熱釋放速率；
一一毒性組分的生成率；
——煙氣生成率；
——火災(zāi)范圍(包括隨時間的變化)；
——溫度/熱通量隨時間的變化。
7.2.2 決定火災(zāi)增長速率的因素
決定火災(zāi)增長速率的因素包括：
——可燃物的特性；
一一可燃物的空間分布；
——室內(nèi)空間的幾何形狀；
——可燃物的著火特性；
——熱釋放速率的特征；
——通風(fēng)狀況；
——外部熱通量；
——暴露表面的面積。
7.2.3 火災(zāi)增長的初始速率
設(shè)定火災(zāi)場景中出現(xiàn)的事件會改變火災(zāi)增長的初始速率。典型的事件及其效應(yīng)有：
一一轟燃：轉(zhuǎn)變?yōu)槿勘砻鎱⑴c燃燒的狀態(tài)；
——煙氣層下降：加速火災(zāi)發(fā)展；
——噴淋啟動：穩(wěn)定或減小火災(zāi)；
一一人工滅火：穩(wěn)定或減小火災(zāi)；
——燃料耗盡：火災(zāi)衰減；
——通風(fēng)條件變化：改變火災(zāi)特征；
一一燃燒碎屑：引燃其他物體。
確定火災(zāi)初期增長速率需要考慮以上因素。對于設(shè)定條件下具有簡單幾何分布的可燃物火災(zāi)，可根據(jù)火災(zāi)模型預(yù)測其火災(zāi)發(fā)展速率。對于典型的可燃物也可使用實驗數(shù)據(jù)確定其火災(zāi)增長速率(參見參考文獻[4])。
7.2.4 轟燃
轟燃是局部火災(zāi)向房間內(nèi)可燃物的所有暴露表面全部參與燃燒的狀態(tài)的快速轉(zhuǎn)變過程。較小或中等大小的房間較易發(fā)生轟燃。
轟燃會改變設(shè)定火災(zāi)的熱釋放速率和完全發(fā)展火災(zāi)的其他參數(shù)。完全發(fā)展火災(zāi)是通風(fēng)控制型或燃料控制型的。
一般假定在室內(nèi)空間內(nèi)發(fā)生轟燃的條件為(參見參考文獻[5])：
——上部煙氣層的溫度達(dá)到500°C?600°C；
——上部煙氣層對地面的熱輻射達(dá)到20kW/m2。
7.2.5 完全發(fā)展火災(zāi)
轟燃后，火災(zāi)快速進入完全發(fā)展階段，此階段的燃燒速率受可燃物或通風(fēng)條件的限制。轟燃后的熱釋放速率峰值可認(rèn)為是通風(fēng)控制型火災(zāi)和燃料控制型火災(zāi)的熱釋放速率的較小者。當(dāng)滿足式(1)時燃料控制型火災(zāi)會向通風(fēng)控制型火災(zāi)轉(zhuǎn)變：
對于特殊的可燃物，如木垛，有更為詳細(xì)的判定標(biāo)準(zhǔn)(參見參考文獻[6])。在分析結(jié)構(gòu)響應(yīng)時，應(yīng)以火焰的溫度來描述轟燃后的火災(zāi)。環(huán)境的熱對流和熱輻射也可能對結(jié)構(gòu)構(gòu)件和室內(nèi)空間各部分的溫升產(chǎn)生重要影響。因此，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇。
7.2.6 通風(fēng)控制型火災(zāi)
通風(fēng)控制型火災(zāi)的燃燒速率可根據(jù)流入房間內(nèi)的空氣量來確定。研究表明(參見參考文獻[5])，空氣流入起火房間的速率與通風(fēng)因子
有關(guān)?？紤]到通風(fēng)控制條件下，可燃物/空氣比大于化學(xué)當(dāng)量比，因而可用燃燒反應(yīng)估計可燃物的質(zhì)量燃燒速率，利用可燃物的有效燃燒熱來確定熱釋放速率(參見參考文獻[6])。當(dāng)室內(nèi)地面和頂棚有單獨通風(fēng)口時，上述基于通風(fēng)因子的預(yù)測方法會低估火災(zāi)的嚴(yán)重性。上述方法不適用于大空間。
7.2.7 燃料控制型火災(zāi)
燃料控制型火災(zāi)的發(fā)生概率要比通風(fēng)控制型火災(zāi)小，一般只發(fā)生于像儲藏空間那樣有良好通風(fēng)條件的特殊環(huán)境中。
燃料控制型火災(zāi)的燃燒速率取決于燃料的性質(zhì)和表面積。在大多數(shù)實際應(yīng)用中，這些因素很難確定。但對于簡化后具有規(guī)整幾何形狀的物體，比較容易確定基本參數(shù)，如木垛，已經(jīng)建立了熱分解速率和單位面積初始燃料質(zhì)量及剩余燃料質(zhì)量的關(guān)系式。
7.2.8 自動滅火系統(tǒng)的作用
自動滅火系統(tǒng)可能在火災(zāi)過程中的任何時間啟動，但一般期望其在轟燃前啟動。在自動噴淋系統(tǒng)啟動后，熱釋放速率可視為恒定，除非可以證實噴淋系統(tǒng)能夠在特定時間內(nèi)撲滅火災(zāi)。若系統(tǒng)在特定時間內(nèi)可以撲滅火災(zāi)，則可假設(shè)熱釋放率在指定時間內(nèi)線性減小，更多信息參見GB/Т 31593.4。
符合標(biāo)準(zhǔn)要求的全淹沒氣體滅火系統(tǒng)啟動后，可以假設(shè)滅火劑濃度達(dá)到設(shè)計值時，會很快控制火災(zāi)。
7.2.9 消防部門的干預(yù)
消防部門可以在火災(zāi)發(fā)展過程中的任何時間進行干預(yù)，但只有當(dāng)火災(zāi)的發(fā)展情況處于所用消防設(shè)備的可控制范圍內(nèi)時才能控制火災(zāi)。除非使用適當(dāng)?shù)南狸牳深A(yù)模型(有關(guān)示例參見參考文獻[7]、[8])，否則不考慮這些干預(yù)對設(shè)定火災(zāi)的影響。
7.2.10 火災(zāi)衰減
當(dāng)房間內(nèi)大部分可燃物耗盡，或火災(zāi)不能蔓延到相鄰物體時，燃燒速率由于炭化層的形成會逐漸減小。衰減的開始時刻沒有明確的定義，且其精確預(yù)測尚待進一步研究。
在缺乏有效資料時，可認(rèn)為80%的可燃物耗盡時，設(shè)定火災(zāi)的熱釋放速率開始衰減?？梢哉J(rèn)為衰減速率在一段時間內(nèi)呈線性減小，熱釋放速率在衰減期內(nèi)的積分應(yīng)等于可燃物中20%的剰余能量。
室內(nèi)消火栓 GB3445-20
