平原和高原環境下保溫材料PS燃燒特性及火蔓延機理研究

《平原和高原環境下保溫材料PS燃燒特性及火蔓延機理研究》是依託安徽工業大學，由黃新傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：平原和高原環境下保溫材料PS燃燒特性及火蔓延機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黃新傑
• 依託單位：安徽工業大學

項目摘要

針對目前建築外牆保溫材料火災事故頻頻發生的現象，結合我國典型的地理區域特點即高原環境（低壓低氧）和平原環境（常壓常氧），重點研究保溫材料PS（聚苯乙烯）典型的熱物性（多孔性、收縮熔融性、相變性、滴落流淌性等）對其燃燒特性的影響；利用紅外熱像測溫技術、熱電偶、高速攝像、離子探針及熱流計等技術，研究表征PS熱解以及燃燒特性參數的變化規律，如：氣相和固相的溫度分布特性、火焰的結構形態、燃燒化學反應強度及臨界熱通量等，進而建立耦合熱物性與燃燒特性的關聯模型，揭示火蔓延現象和規律以及火蔓延發生突變（二次點燃、熄滅和轟燃等）的臨界條件。同時，研究低壓低氧環境下，PS熱物性及燃燒特性變化特點，建立耦合大氣壓力和氧氣濃度的火蔓延速度模型及傳熱模式，揭示高原和平原地區火蔓延行為的共性規律與本質區別。研究成果可為建築火災風險評估、區域性建築保溫材料防火結構設計、建築火災撲救提供有益的借鑑和參考。

結題摘要

近些年來，我國外牆保溫材料引起的火災事故頻頻發生，造成了巨大的財產損失和人員傷亡。另外一方面，國家大力提倡建築節能戰略，尤其對西部高原建築能耗比較高的地區，加強建築保溫節能就顯得尤為重要，使得大力發展外牆外保溫技術成為未來發展的趨勢。本項目重點研究平原和高原環境下典型保溫材料EPS和XPS火蔓延及燃燒特性規律。通過搭建保溫材料小尺寸火蔓延實驗平台，系統研究了保溫材料EPS和XPS在不同寬度、厚度、密度及放置角度情況下，材料典型熱物性如：收縮熔融、流淌滴落等特性對其著火及火蔓延等燃燒特性參數的影響，揭示了尺寸效應、角度效應等在火蔓延過程中的影響規律。與此同時，在高原環境的拉薩，進行了一系列小尺寸保溫材料EPS和XPS對比實驗，重點揭示在低壓低氧環境下，火蔓延及燃燒特性參數的變化規律。對表征燃燒特性參數如：火蔓延速度、火焰高度、火焰角度及池火長度等進行了對比分析。通過研究火焰結構的變化規律，運用傳熱傳質理論，揭示了大氣壓力及氧氣濃度等對保溫材料EPS和XPS燃燒特性參數的影響。此外，重點建立了保溫材料EPS 和XPS 向上和向下火蔓延模型。通過熱電偶測溫技術構建了火蔓延過程中的溫度場，研究EPS和XPS典型熱物性流淌滴落等特性對其火蔓延及火災危害性的大小，揭示了高原和平原環境下火蔓延的內在機理和規律。本研究很好的完成了既定的目標和任務，研究成果可為建立具有我國區域特性的保溫材料PS火災危害性評估系統，為高層建築外牆保溫系統的防火設計等，以及完善相關建築防火設計規範，使得這些標準具有科學性和針對性，都具有非常深遠的意義。