防火結(jié)構(gòu)對(duì)溢流火作用下XPS外墻保溫材料火行為的影響研究.pdf

1、伴隨著我國(guó)邁向“十三五”的步伐，我國(guó)在能源安全儲(chǔ)備和建筑節(jié)能方面將進(jìn)一步地完善和加強(qiáng)。建筑外墻保溫體系是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的重要手段之一，對(duì)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取隔熱保溫已經(jīng)成為一項(xiàng)“硬性”指標(biāo)。然而，無(wú)法絕對(duì)避免的火災(zāi)隱患仍然威脅著人們的生產(chǎn)生活。被普及推廣使用的有機(jī)外墻保溫材料，特別是擠塑聚苯乙烯(XPS)，已成為威脅人們生命財(cái)產(chǎn)安全的重大火災(zāi)隱患。窗口溢流火引燃建筑外墻保溫材料是引發(fā)建筑火災(zāi)由室內(nèi)向室外蔓延的重要途徑，也因此決定了建筑外墻保

2、溫材料火行為研究舉足輕重的地位。
　　本文采用實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合的方法，研究了XPS外墻保溫材料的受熱收縮熔融特征，以及防火隔斷和水平擋板兩種有效的防火結(jié)構(gòu)對(duì)外墻保溫材料火蔓延的抑制機(jī)理。主要研究工作如下:
　　(1)研究了外墻保溫材料的燃燒特性，以及自由邊界溢流火焰對(duì)XPS的加熱行為。采用新型樣品架，利用錐形量熱儀研究了輻射強(qiáng)度和阻燃等級(jí)對(duì)XPS燃燒特性的影響，并分析了不同樣品的火災(zāi)危險(xiǎn)性;開(kāi)展了1∶4縮尺寸實(shí)驗(yàn)，研究了腔室

3、開(kāi)口外的溢流火焰高度與熱釋放速率之間的關(guān)系，并與前人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析;通過(guò)改變腔室火源熱釋放速率，研究了自由邊界溢流火對(duì)XPS受熱收縮熔融面積以及收縮邊界的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程。
　　(2)采用1∶4縮尺寸實(shí)驗(yàn)臺(tái)，研究了水平擋板對(duì)溢流火下XPS火行為的影響。提出了基于水平擋板的特征長(zhǎng)度l1'=l1· Dc/l2和l2=Dc，建立了結(jié)合水平擋板寬度Dc的火焰高度數(shù)學(xué)模型;探究了水平擋板對(duì)溢流火側(cè)向厚度的影響，建立了相應(yīng)數(shù)學(xué)模型;針對(duì)水

4、平擋板作用下溢流火回卷概率進(jìn)行了定量分析，建立了回卷概率的無(wú)量綱預(yù)測(cè)模型;研究了水平擋板對(duì)溢流火下XPS受熱行為的抑制作用，分析了XPS的收縮熔融面積變化速率和豎向溫度分布規(guī)律。
　　(3)探究了防火隔斷對(duì)溢流火下保溫材料XPS火行為的影響。采用1∶4縮尺寸實(shí)驗(yàn)臺(tái)和全尺寸實(shí)驗(yàn)，分別從防火隔高寬度和防火隔斷位置兩個(gè)角度出發(fā)，研究了防火隔斷限制邊界條件下溢流火對(duì)XPS的加熱行為規(guī)律，分析了防火隔斷高度和位置對(duì)自由邊界條件開(kāi)口火溢流下X