常见可燃建筑材料火灾及毒性烟气模拟研究

摘要

火灾时产生的烟气是致人死亡的主要原因。据统计，在建筑火灾中，75％以上的死亡者都是因为吸入有毒烟气引起窒息而死亡。随着我国经济的发展，大型超市、影院、歌厅等人口相对比较密集的场所越来越多，很容易造成群死群伤的特大火灾灾难，因此探索火灾中烟气毒性物质的毒性成分及比例、毒性效应显得十分必要。 论文在综合分析建筑火灾、群死群伤特大火灾发生规律及原因、火灾烟气危害、烟气毒性研究方法、评价指标与评价模型的基础上，针对建筑火灾烟气中主要毒性气体CO与CO2，采用理论研究、实验研究与计算机模拟相结合的方法，重点研究了可燃物在不同燃烧条件下烟气中CO与CO2的浓度变化。 本课题选取棉布和三种常见的、应用比较广泛的木材（松木、椴木、杉木）作为研究对象，利用气相色谱仪等试验设备对这些材料在不同的升温速率（5℃/min、10℃/min）和空气流量（90ml/min、180ml/min）下产生的CO与CO2的浓度变化进行研究。结果显示：棉布产生CO、CO2的速度和产量都不如木材；三种木材着火特性、CO、CO2生成规律和生成量相差不大，但松木产烟量最大，杉木其次，椴木最少；升温速率和空气流量对CO与CO2的产生影响很大。 采用FDS程序模拟了单室房间在封闭和开放2种不同情况下的烟气层温度变化、不同位置的CO与CO2浓度变化情况。结果表明：无论开放还是封闭，烟气层温度都较高，对人的热危害较大；无论开放还是封闭，窗口处CO、CO2浓度均最高，这说明：CO有一定的迁移能力，并不是火源处最高；高处的CO、CO2浓度高于低处。 本文的研究成果，为建筑材料的选取提供了一定的借鉴作用，对研究火灾烟气危害有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 火灾及其危害

1.1.1 建筑火灾概况

1.1.2 群死群伤特大火灾发生规律及原因

1.2 火灾烟气危害

1.3 研究内容及技术路线

2 烟气毒性研究方法及评价模型

2.1 烟气毒性研究方法

2.2 烟气毒性评价指标与评价模型

2.2.1 烟气毒性评价指标

2.2.2 烟气毒性评价模型

2.3 主要毒性气体作用机理

2.4 国内外烟气毒性研究进展

3 常用可燃建筑材料及着火特性

3.1 常用可燃建筑材料

3.1.1 建筑材料分级

3.1.2 可燃材料选取

3.2 木材着火特性

4 基于气相色谱分析技术的火灾烟气成分分析

4.1 气相色谱仪组成及原理

4.2 热解试验设备

4.3 实验结果

5 建筑火灾烟气数值模拟

5.1 火灾烟气计算机模拟模型

5.2 FDS概述

5.2.1 FDS理论基础

5.2.2 FDS应用流程

5.3 单室房间火灾模拟

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致 谢

作者简介及读研期间主要科研成果