不同外界環(huán)境下典型外墻保溫材料PS火蔓延特性規(guī)律研究.pdf

1、進入21世紀以來，能源問題已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟保持平穩(wěn)快速增長，社會可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。建筑耗能是我國能源消耗的一個主要方面，據(jù)統(tǒng)計，我國建筑耗能占總能耗的比例已經(jīng)從1978年的10％上升到目前的40％左右。
　　 大力發(fā)展節(jié)能型建筑已成為當今社會和人們的共識。一些節(jié)能效果優(yōu)良的保溫材料已廣泛應(yīng)用于高層建筑的外立面構(gòu)造中，如模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）等，然而，這類材料遇火易燃且易產(chǎn)生融滴

2、，燃燒的融滴也易引燃其它材料，同時，現(xiàn)行防火設(shè)計規(guī)范中尚無詳細的防火設(shè)計要求，因此該類材料一旦發(fā)生火災(zāi)，其火災(zāi)危害性比較大。因此，研究典型保溫材料PS的引燃以及火蔓延規(guī)律，不僅可以揭示保溫材料火蔓延過程中特有的現(xiàn)象及內(nèi)在機理，同時可以為高層建筑外立面保溫系統(tǒng)的防火設(shè)計提供有益的指導和借鑒。
　　 保溫材料火蔓延是一個復雜的物理化學過程，不僅受到保溫材料本身的物化性質(zhì)的影響，同時，試樣尺寸、外界輻射、大氣壓力、氧氣濃度等對火蔓延過

3、程有著很大的影響。本文運用實驗與理論相結(jié)合的方法，通過搭建保溫材料小尺寸火蔓延實驗臺，研究在多參數(shù)耦合情況下（試樣尺寸、放置角度、大氣壓力、氧氣濃度等），火蔓延過程中保溫材料固相內(nèi)部結(jié)構(gòu)（固相溫度分布特征、預熱區(qū)和熱解區(qū)等）、氣相火焰結(jié)構(gòu)（火焰形態(tài)、氣相火焰溫度分布等）、以及表征保溫材料燃燒特性的火蔓延速度、失重速率等特性參數(shù)的變化規(guī)律。
　　 通過對同種尺寸的保溫材料EPS和XPS 在拉薩和合肥兩地進行小尺寸火蔓延實驗，分析了

4、火蔓延速度、池火長度、火焰高度等特性參數(shù)的變化規(guī)律。揭示了在高原和平原環(huán)境下，保溫材料呈現(xiàn)出的火蔓延特點以及火災(zāi)危害性的大小。
　　 分別實驗研究了不同參數(shù)和環(huán)境條件對PS 保溫材料火蔓延特性的影響，這些參數(shù)包括材料的厚度、寬度、放置角度等因素。得到了池火長度、火焰高度以及火焰?zhèn)让娣e隨材料厚度在高原和平原環(huán)境下的變化規(guī)律。同時研究了高原和平原條件下，不同厚度保溫材料EPS和XPS 不同放置角度（-30°～30°）下火蔓延特性規(guī)律

5、。得到了EPS 無論在拉薩還是合肥環(huán)境下，火蔓延速度均隨著材料放置角度的增加而增加；而對于XPS，當放置角度為負角度時，在拉薩環(huán)境下，火蔓延速度呈現(xiàn)出隨負角度的增加而增加的特點。同時，當放置角度比較大的時候，XPS 無論在拉薩和合肥均出現(xiàn)了二次點燃現(xiàn)象，而EPS 卻沒有這種現(xiàn)象。以及分析了不同寬度保溫材料EPS和XPS 在高原和平原環(huán)境下火蔓延特性。得到了，在水平角度下，保溫材料寬度約為10cm 左右的時候，火蔓延速度出現(xiàn)最小值。

6、>　　 對于寬度比較大的EPS 在合肥情況下，以及XPS 在拉薩和合肥情況下，池火區(qū)的火焰高度逐漸呈現(xiàn)出大于表面火焰區(qū)火焰高度的特點。
　　 利用精細熱電偶等測量手段結(jié)合理論分析方法對PS 保溫材料火蔓延速度模型及火焰結(jié)構(gòu)進行了闡述。得到了熱塑性保溫材料火蔓延速度模型，該模型能很好的體現(xiàn)出熱塑性材料跟熱固性材料火蔓延速度的差別。同時，對保溫材料火焰結(jié)構(gòu)進行了分析，得到了PS 火焰區(qū)由表面燃燒火焰區(qū)和池火區(qū)兩部分組成，以及在不同