摘要：为了研究作用在壁面装饰材料预热区的侧向水喷雾的临界 水施加率，选取10 mm,12 mm、15 mm和18 mm 4种不同厚度的桑拿板 开展符合ISO 9705标准的全尺寸试验。利用红外热像仪等温线方法 划分桑拿板的预热区和热解区，得到仅作用于预热区的侧向水喷雾的 临界水施加率的试验数据，并同临界水施加率的计算值进行比较。结 果表明，临界水施加率试验值与计算值吻合较好，其中10 mm和12 mm薄型材料存在较小的误差。临界水施加率和桑拿板厚度成非线 性关系，随着桑拿板厚度的增加，临界水施加率减小。

关键词：安全工程；临界水施加率；红外热像仪;全尺寸；热分解；桑拿板；等温线

近年来,重大火灾事故频频发生，给人民生命和国家财产 造成了巨大损失。据我国消防部门分析,火灾起因各异，但火 势扩大、人员伤亡都与建筑物内部装修中使用木质等可燃、易 燃材料有直接关系⑴。一些传统的灭火方法，如使用哈龙系 列灭火剂，尽管灭火效率较高,但灭火过程中分解产生的卤素 自由基严重破坏大气臭氧层，威胁人类的安全，巳经逐步被淘 汰。水喷雾灭火技术由于具有无环境污染,耗水量低，灭火介 质廉价,对防护对象破坏性小等特点，成为替代哈龙类灭火剂 的首选,在全球范围内得到广泛研究，取得了一系列重要成 果。

水喷雾临界水施加率是水喷雾灭火系统设计的重要参 数。研究表明[2_4]，在火抑制试验中，存在一个临界水施加 率，若施加的水量低于此值，则不能将火扑灭。临界水施加率 随着火灾场景的不同而变化，特别是火灾发展时间（Pre-bum 阶段）、通风度（小室火）和水的施加方式。

TamaniniW考虑了竖直木板在自支持燃烧的情况下被标 准水喷雾熄灭的简单情况，做了非受限空间小尺寸壁面材料 燃烧熄灭试验。Nowzhilov等[6]做了木材火被水喷雾熄灭的 数值模拟研究，并进行了一排木条在水雾作用下的燃烧试验。 然而，Tamanini和Novozhilov的研究都没有考虑侧向水喷雾作 专业..学术期刊、学位jiienjuus材料龙甚是预热区的作用。而实际发生火灾 时，由于距离和遮挡作用，水喷雾往往无法直接作用在壁面材 料底端着火部位，仅能施加于壁面的上半部分(预热区）。

杨健鹏[7]在ISO 9705标准全尺寸试验台内开展了胶合板 的全尺寸试验，并进行了侧向水喷雾临界水施加率的理论推 导。然而其临界水施加率的试验存在缺陷：把点火后200 s时
间作为划分预热区与热解区的依据是不科学的，并且没有考 虑试验材料厚度对侧向水喷雾临界水施加率的影响。

由此可见，前人对侧向水喷雾作用于垂直壁面材料尤其 是预热区的研究很少且存在一定缺陷。本文从基础研究的角 度出发，选取现代室内装修较为常见的生物质燃料一杉木 板作为试验材料,在符合ISO 9705标准的单室内，利用侧向水 喷雾系统，开展受限空间内全尺寸试验。试验利用红外热像 仪等温线方法划分桑拿板的预热区和热解区。

1理论分析

一般情况下,垂直方向火蔓延过程包括垂直向上、垂直向 下以及水平扩散3个过程。其中垂直向上过程相对于其他两 个过程蔓延速率最快，直接影响着火灾的发展过程。图1给 出了垂直火蔓延示意图。影响垂直表面向上火蔓延的因素很 多，材料的易燃程度是直接的因素，包括热解温度、热释放速 率、热解潜热以及引燃时间等，另外材料厚度、外加热辐射、砰 境状况等因素也对火蔓延过程存在影响。

水喷雾作用在壁面材料的预热区时，如果水施加率很小， 雾滴可能全部蒸发,对壁面向上火蔓延仅起到控制作用；增加 水量，当预热区温度不再上升从而无法达到热解温度,火焰不 再向上蔓延，同时壁面上的水膜由于蒸发作用无法积聚不能 向下流淌，对热解区不能起到降温作用，无法灭火，此时的水 雾施加率称为控火作用的临界水施加率[7]。图2为临界流量 模型示意图。

本文地址：/xinwen/147.html