火灾科学起源于19世纪末,起源之初是为了服务于快速兴起的工业化发展态势,以及保险业的需要。保险公司和一些相关研究机构通过对材料防火性能的研究,对新建设项目进行火灾风险评估,随后制定了用于指导工程的标准文件,并成立了行业协会。从上述描述可以看出,早期的火灾科学着重于对建筑材料防火性能的研究,但是实际火灾发生时,除了材料对火灾蔓延的影响,对人身及财产安全影响较大的却是空间温度场的分布以及烟气的蔓延。其二者相互之间又有着推动的影响。24756
二十世纪50年代以来,针对不同火灾拥有不同特性的问题,世界各国都成立了具有相当技术能力和资金保障的研究机构,如美国NIST下属的BFRL、美国工厂联合公司研究所,英国也成立了FRS对火灾特性进行研究,其他例如日本的消防厅消防研究所,新西兰火灾科学与技术国家实验室等都是在这个时期成立起来的。1985年,第一次国家火灾安全科学讨论会的召开,以及国际火灾安全科学学会的成立昭示了各国在火灾研究领域开始了合作。重点研究的方向中包含了火灾物理、火灾结构等火灾基础研究以及火灾探测及自动报警系统、自动灭火等应用领域的问题。我国是于1995年成立了火灾科学国家重点研究室,除了以上国际研究方向的深入研究外,也重点对大空间建筑的火灾进行研究和分析[4]。论文网
国外火灾科学研究的起点在材料防火特性的研究。而当其发展到一定程度时,国外开始关注火灾过程的研究,这为了之后火灾的数值模拟研究的发展奠定了基础,这一系列火灾过程的研究是从火灾灾后调查和现场重建开始的,其中美国国家火灾调查协会NAFI根据研究总结制定的一个通用的火灾调查研究计划,通过实验记录的方式,对十种典型的火灾过程进行了全尺度的实验,研究分析了天花板、墙壁、以及地板上火灾发生后的痕迹,以确定火灾的过程。而这种以实际实验研究火灾过程的方式基本终结于一些火灾模拟计算软件的诞生。
在加拿大、美国、瑞典和澳大利亚召开了四届“国际性能基础规范与消防安全设计方法研讨会”。标志着国际防火研究经过了区域模拟、场模拟到网络模拟和场区网复合模拟,从过去的以理论研究为主体向注重实际应用的改变。同时基于火灾模拟化理论成果的基础上开发出了相当一批兼有实用价值以及数据可靠的的计算火灾模型和消防安全评估软件,如FDS,CFAST,FA3等。此中的姣姣者以及代表者即美国的FDS[5]。
美国NIST曾使用他们开发的FDS软件对1999年发生在Iowa州的一所双层公寓火灾进行了事后现场重建,通过数值模拟的方式获得了火源位置、轰燃时间以及烟气的蔓延历程、火灾热释放速率、特殊部位的温度等等重要数据,火灾模拟的资料是根据火灾调查机构提供的真实的火灾现场情况为依据的。当然这些数据在获取后也被用来和目击者所述的情况反复的对比[6, 7]。
本文所关注的温度场研究方向上,我国目前火灾温度的推定方法和研究主要有以下751种方法;1、根据ISO-834标准升温曲线推定火灾温度;2、根据火灾现场残留物推定火灾温度;3、根据钢材硬度降低情况推定火灾温度;4、根据火灾后钢材的金相分析推定火灾温度;5、根据结构钢金属热退色推定火灾温度;6、依据火灾后材料剩余强度推定火灾温度[3]。可以看出以上751种方法除第一种定量的推断火灾温度变化外,其他五种方法均为对火灾现场勘查、取样分析进行的火灾温度推断,都是以实际实验为基础的推算方法。
中国科技大学火灾科学国家重点实验室和香港理工大学合作建立了全尺寸大空间和火灾实验厅,用以研究大空间建筑物的火灾特性和火灾防治技术,现已在其中开展了一系列全尺度的大空间火灾实验[8]。以上方法虽然其真实性较高,但作为预测研究分析,需要进行实际火灾实验,代价较大,且相比大空间建筑的火灾发生,实际火灾实验的规模较小,往往不足以支持大空间建筑的火灾温度变化特性。 火灾温度分布国内外研究现状:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_18376.html