消防工程标准

6.2.2气体燃料着火性评估

6.2.2.1在一定的燃空比条件下，当环境温度高于可燃气体自燃点时就能发生有焰燃烧，其着火条件如 图3所示。液体可燃物或固体可燃物转变为气体可燃物需要一定的能量，对液体来说，需要的能量与其 蒸发率、分布方式或被何种物质吸附有关

石油标准图3在一定压力下温度对可燃气体燃烧极限的影响

6.2.2.2输入信息包括： 燃料特性（气化潜热、燃点、燃烧极限、特定温度及不同受热条件时的气化和热解速率）； 热传递； 燃空比； 引火源。 6.2.2.3输出信息包括： 一着火时间； 着火发生的可能性。

6.2.2.2输入信息包括！

6.2.3固体燃料着火性评估

6.2.3.1影响固体燃料燃烧过程 火方式、热交换速率、可燃物成分、可然物位置、热量及坏

对于热厚型材料，着火时间如式（1）

对于热薄型材料，着火时间如式（②）：

其中，kpc（Ti一T。）"或pcL（Tig一T。)项可用试验方法确定。在上式中，所有的物性参数都被看作 常数，但物性参数与温度和其他环境因素有关。 热厚型材料或热薄型材料的判断条件为L》（ktig）1/2，也可采用厚度L是否大于0.6pqet来判断其 是否为热厚型材料。 6.2.3.3输入信息包括： .一一燃料特性（厚度、表面辐射系数、热传导率、密度、比热、不同条件的着火温度、临界辐射热通

2.3.3输入信息包括： 燃料特性（厚度、表面辐射系数、热传导率、密度、比热、不同条件的着火温度、临界辐射热通 量）：

一热传递（热辐射、对流传热、热传导）； 引火源特性（温度和着火能量、火焰尺寸）。 6.2.3.4输出信息包括： 一着火发生的可能性。

热传递（热辐射、对流传热、热传导）； 一引火源特性（温度和着火能量、火焰尺寸）。 6.2.3.4输出信息包括：

发生阴燃应具备如下条件：可燃物为受热分解后能够产生多孔碳结构的固体物质，周围环境具备能 够发生阴燃的适合温度和供热速率。

5.3.1火灾发展的评估

3.1.1火灾发展的评估与火灾场景的设定密切相关。应根据可燃物的数量、类型、分布以及建筑物 型来设定火灾场景（见GB/T31593.4），火灾发展主要通过设定火灾场景条件下热释放速率（HF 时间的变化情况来表征，

6.3.1.2输入信息包括：

建筑物参数（室内装修材料及其热化学性能、火源位置）； 火灾荷载（建筑内储物及其热化学性能、火源位置）； 火灾场景； 热特性（辐射、传导热、热对流通量、气体温度、初始温度）； 一建筑状况（建筑构件）。 6.3.1.3输出信息包括： 火灾规模/烟气范围（燃烧区域、火焰高度、热释放速率、质量损失速率，房间内的烟气密度）； 热特性（房间内初始温度和热通量的分布）； 压力/速度变化图（排烟口的压力、通过排烟口的气流、顶棚射流速度）； 建筑物热响应； 内储物热响应，

6.3.2表征火灾发展的有关参数

6.3.2.1燃烧速率

其中，α二Q。/t，t。指达到热释放速率Q。的时间。根据火灾增长率统计或试验数据可以 值。在燃料控制型或通风控制型火灾中，火灾燃烧速率通常假定为一个常数。

6.3.2.1.2输入信息包括！

热传导率、比热和密度； 气化热； 燃烧热； 热释放速率的辐射份数（一般取0.30）； 质量损失速率或者单位面积的热释放速率（从小尺寸试验中获得）； 质量损失速率或热释放速率（从大尺寸试验获得）。

6.3.2.1.3输出信息包括：

6.3.2.2火焰尺寸

6.3.2.2.1火焰的尺寸大小可用于计算火焰的热辐射通量以及火羽流的温度和速度分布。火焰尺寸大 小与热释放速率相对应，单位体积火焰的热释放速率在0.5MW/m～2MW/m之间。 6.3.2.2.2输人信息包括： 一火源的热释放速率； 火源直径； 壁面火单位宽度的热释放速率。 6.3.2.2.3输出信息包括： 一火焰尺寸； 一火烙高度

6.3.2.3火焰热辐射

6.3.2.3.1火灾对建筑物或建筑内储物的影响主要取决于火焰热辐射，热辐射的接收量与几何视角和 火焰特征有关，火焰特征主要包括温度场分布和辐射率，取决于燃烧物种类、燃空比、火焰的尺寸和形状 等因素。 6.3.2.3.2输入信息包括： 一热释放速率； 燃料种类； 一火源大小和相关物体的位置：

.2.3.1火灾对建筑物或建筑内储物的影响主要取决于火焰热辐射，热辐射的接收量与几何视角 焰特征有关，火焰特征主要包括温度场分布和辐射率，取决于燃烧物种类、燃空比、火焰的尺寸和形 因素。 .2.3.2输入信息包括

6.3.2.3.3输出信息包括！

热辐射量； 火焰和物体表面的传热系数。

6.3.2.4固体表面的火焰蔓延

2.4.1火焰蔓延至增墙壁、棚和地面的过程取决于表面特性和环境。火焰的水平蔓延可以根 05658给出的数据来描述。火焰的竖向蔓延可用式（4）来描述：

Tp 材料热解最前端的位置，单位为米（m）； 火焰高度，单位为米（m）； 通常被认为是在适当的热通量下的引燃时间，单位为秒（s）。 3.2.4.2输人信息包括：

6.3.2.4.2输入信息包指

着火时间和单位面积热释放速率； 一由火焰水平蔓延标准试验得到的火焰蔓延参数。 6.3.2.4.3输出信息包括： 火焰蔓延的时间函数

火焰蔓延的热释放速率； 火焰蔓延的尺寸（火焰高度）

6.3.2.5.1纤维类材料阴燃的特征是比相同燃料的有焰燃烧产生更多的烟，且由于燃烧不充分导致燃 料质量损失速率低，总的燃烧产物生成率也相对较低。随着火灾的发展，阴燃有可能转变为有焰燃烧。 阴燃也可用热释放速率或者质量损失速率的时间函数进行描述。从阴燃转变到有焰燃烧是火灾发展的 一个过程。从阴燃转变到有焰燃烧的时间很难预测，在建筑消防设计中很少考虑。在对起火房间进行 生命安全评估时，一般都是假定阴燃时间足够长。

6.3.2.5.2输入信息包括

阴燃前端面的传播速率； 燃料密度和化学成分； 燃料燃烧效率和燃烧热。

6.3.2.5.3输出信息包括

6.3.3房间对火灾增长的影响

房间对火灾增长的影响表现在以下三个方面： 火源与墙体的位置； 轰燃； 一壁面火。

6.3.4通风控制型火灾

6.3.4.1对于通风控制型火灾，在封闭环境中的燃烧速率取决于通风因素，见立

6.3.4.2输入信息包括：

房间中的火灾荷载密度； 房间尺寸和开口位置； 墙面、地面和天花板的热特性

6.3.4.3输出信息包括：

最大燃烧速率； 房间内的最大热释放速率；

GB/T31540.2—2015

火灾衰退期一般从室内平均温度降到其峰值的80%左右开始。此时室内可燃物大量燃烧消耗导 致燃烧速率减小，使燃烧无法持续，火焰熄灭。火灾荷载分布比较分散时，火灾衰退期到来的较晚，时间 也更短。火灾衰退期一般被看做是一个全面发展的通风控制型火灾的继续，计算方法因此也与6.3.4 的规定一致。

6.4.1烟气生成评估

4.1.1烟气是燃烧或热解过程中生成的悬浮固体或者液体颗粒。烟气生成率受建筑材料、装饰材 具等因素影响，随材料、暴露情况、燃烧条件以及时间发生变化。烟气的危害主要有毒害性和减光 录C中介绍了烟气的几种测量单位，

6.4.1.2输入信息包括：

火灾荷载（建筑材料及其热化学性质、热源位置）； 火灾场景（火源的特征、数量和位置）； 环境参数（环境温度、湿度）。 6.4.1.3输出信息包括火灾规模、产烟速率和烟气扩散范围

6.4.2影响烟气产生的因素

6.4.2.1燃烧物的化学性质

烟气的产生也受环境影响，如热辐射通量、含氧量、空气流通状况、可燃物几何尺寸及其含水率 述因素基至在火灾的不同发展阶段也不尽相同

6.4.2.3燃烧状态

不完全燃烧的产物。有焰燃烧生成的烟比阴燃

对同种材料或制品采取不同的阻燃处理方式会造成产烟性能的明显差别。阻燃材料的产烟量可能 会比同类的未经阻燃处理的材料更高。

6.4.3可用的烟气数据

不同材料的产烟量数据主要来自于小尺寸试验，在使用这些数据的时候，应明确这些产烟量数据仅 代表材料在试验条件下的产烟水平。 大尺寸试验通常被看作是更加可靠的方式，可用来判断小尺寸试验数据的可靠性

6.4.4烟气生成的预测

大尺寸火灾测试方法可对建筑物火灾的烟气生成进行预测。 10

在不能提供大尺寸测试数据的情况下，可通过建立小尺寸测试和大尺寸烟气生成的关联模型来 烟气生成量。也可用光密度来表征产烟量。

6.5.1生成物种类评估

6.5.1.1有毒物质的生成取决于可燃物及火灾环境。可燃物燃烧后被氧化成乙醛、有机酸、一氧化碳、 二氧化碳等，其中一氧化碳与二氧化碳的比值应作为火灾生成物的特征参数。热解过程中，氰化氢的产 生与材料本身有关，只有含氮的物质才会产生氰化氢。含卤素（氟、氯、溴）聚合物则在火灾中生成卤化 氢（氟化氢、氯化氢、溴化氢）。

6.5.1.2输入信息包括：

6.5.2 ± 一氧化磷

5.2.1在有焰燃烧时，一氧化碳的产量主要取决于空气的供给。一氧化碳的产生与当量燃空比相 量燃空比的计算方法如式（7）：

kg fuel /kg air

其中，下标stoich表示燃料和空气的比例处于当量燃空比（即燃料完全燃烧，氧气无剩余）。因此， 当$=1时，燃料完全燃烧且氧气没有剩余；当<1时，燃烧时空气通风良好；当$>1时，燃料过剩或 者通风不足，一氧化碳的生成量较大。 研究表明在通风良好时（Φ《1），一氧化碳生成很少，在$<0.5时，一氧化碳的生成量可忽略；在 Φ到达0.5之后，一氧化碳生成量随着Φ的增长急剧增长；在Φ>1.0时，一氧化碳生成量会到达0.1～0.2。 6.5.2.2一氧化碳质量生成速率mco可通过式(8)计算：

6.5.3.1对于通风良好的火灾，Φ《1时，所有的含碳燃料都被氧化为二氧化碳。 6.5.3.2估算燃料燃烧产生的二氧化碳，最简单的方法是计算二氧化碳生成因子的最大值，在二氧化碳 生成率很高的情况下，其生成因子的最大值与燃料的化学成分有关。如果已知燃料的化学成分，最大生 成因子 fco.(max)可按式(9)计算：

式中： Mam—根据燃料的实验式(即 CHxONz)计算得出的相对分子质量

fco (max) = 44 Mruel

......................(9

的实验式（即CHxONz)计算得出的相对分子质

GB/T31540.22015

一氧化碳、二氧化碳的质量生成速率可通过生成因子与燃料质量损失速率相乘进行计算。

6.5.3.3输入信息包括：

燃料的实验式（如果） 不知道燃料的实验式就用碳氢化合物的通式来表征）； 一质量损失速率mfoel 6.5.3.4输出信息包括二氧化碳的质量生成速率mco.或二氧化碳的体积生成速率Vco

6.5.4.1火灾中也会产生氰化氢，其主要来源于含氮燃料的燃烧。 6.5.4.2氰化氢生成因子的最大值（假定所有的氨元素都转化为氰化氢)可按式(10)计算

Vlfuel 一根据燃料的实验式（即C1/zHx/zOx/zN)计算得出的相对分子质量。 .3输人信息包括：

5.5.4.3输入信息包括

fHcN(max) 27 Mfuo

fnx(max)= M halide M fuel

Mrallde 一卤化物的相对分子质量； Mfuel 根据燃料的实验式（即C/wHx/wOx/wNz/wX）计算得出的相对分子质量。 6.5.5.3输人信息包括： 燃料的实验式； 燃料的质量损失速率mfuel； 涉及化学反应过程的信息。 6.5.5.4输出信息包括： 氟化氢、氯化氢或溴化氢最大生成速率mHx或体积生成速率Vax； 氟化氢、氢化氢或溴化氢最大累积率

6.5.5.4输出信息包括：

氟化氢、氯化氢或溴化氢最大生成速率mHx或体积生成速率Vx； 氟化氢、氯化氢或溴化氢最大累积率

工程方法包括火灾模型和实体火灾试验。火灾模型分为确定性模型和不确定性模型，确定性模 括场模型、区域模型和经验模型三大类。

经验模型的研究对象包括燃烧、传热以及燃烧生成物的浓度变化和输运现象，包含了用于计算火 度、质量流量、温度和火羽流速度等火灾参数的经验公式，可用于验证使用大型仪器或计算机软件 的评估结果是否准确，

区域模型可用于模拟分析火灾的发展 生的后果 进行预测和评估。在此类模型中，计算空间被分为数量有 区域内的物理参数（如温度、压力、密度等）为均匀分布，在每个区域内通过求解质量、能量和动量守恒方 程，描述火灾发展过程。最常用的一种区域模型被称为“双区域模型”，在此模型中，计算空间被划分为

该类模型不采用物理和化 数据和火灾统计数据预测火灾从一 个阶段的概率，以此来反映火灾的性质。

实体火灾试验在消防安全工程设计中的重要作用是为计算模型提供输人参数，以提高计算结果的 可靠性，还可为制定消防性能化设计方案提供参考和依据。 基于不同火灾试验目的包装标准，有以下几种试验方法： a）测量不同建筑材料、构件的对火反应； b）模拟火灾场景； c）研究消防系统各组成部分的相互影响； d）验证小尺寸试验获得的材料燃烧性能

的影响来获得敏感性定量信息，进而分析结果可能存在的不确定性， 样品和引火源的设置是火灾试验的设计重点，房间的几何尺寸和形状以及通风条件对试验结 重要影响，通常试验空间的尺寸应尽可能大，开空间的试验应尽量保证在无风的环境条件下进行

引火源可采用燃料数量、燃料类型、燃料质量损失速率、热释放速率、设定的火焰高度、对流和 以及燃烧时间等参数来描述。

能源标准GB/T31540.2—2015

GB/T31540.22015

烟粒子总体数量或者总的烟气产量TSP，定义为在给定时间范围内产生的烟粒子总截面积，单 平方米(m),根据式(C.3)计算：