高架倉庫滅火系統(tǒng)實體火災(zāi)實驗和數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著物流業(yè)在中國的迅速發(fā)展，倉庫需求量迅猛增加。高架倉庫由于具有空間利用率高、投資少、建設(shè)快等特點，被廣泛用于大宗物流貨品的保管和儲存。然而高架倉庫的建筑和儲存特點導(dǎo)致其火災(zāi)危險性遠大于普通倉庫，因此高架倉庫的消防系統(tǒng)設(shè)計研究日益受到重視。
　　本文采用了實體火災(zāi)實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式對早期抑制快速響應(yīng)(ESFR)自動滅火系統(tǒng)、閉式高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)、開式低壓細水霧滅火系統(tǒng)以及噴灑型自動射流滅火系統(tǒng)在高架倉庫火災(zāi)中的滅火性

2、能進行了研究。
　　在實體火災(zāi)實驗研究方面，目前國內(nèi)外針對高架倉庫滅火系統(tǒng)的實體火災(zāi)實驗研究主要集中于ESFR噴頭等少數(shù)幾種滅火系統(tǒng)，缺少針對不同滅火系統(tǒng)滅火性能的比較。因此，本文開展不同滅火系統(tǒng)在高架倉庫火災(zāi)中滅火性能的研究。實體火災(zāi)實驗依托于科大立安公司細水霧綜合應(yīng)用實驗室搭建的高架倉庫實驗平臺，并采用GB5135.9-2006《自動噴水滅火系統(tǒng)第9部分早期抑制快速響應(yīng)(ESFR)噴頭》規(guī)定的實驗條件，該實驗條件與美國FM G

3、lobal實驗室以及天津消防研究所開展的高架倉庫實體火災(zāi)的實驗條件類似。在該實驗平臺上，本文分別開展了ESFR自動滅火系統(tǒng)、閉式高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)、開式低壓細水霧滅火系統(tǒng)以及噴灑型自動射流滅火系統(tǒng)撲救高架倉庫火災(zāi)的實體火災(zāi)實驗。實驗中詳細記錄了噴頭工作壓力、實驗點火時間、開始噴水時間、滅火時間及燃燒物的損失量，分析了火場溫度、熱輻射強度以及噴頭流量數(shù)據(jù)，并對各滅火系統(tǒng)在高架倉庫火災(zāi)中的適用性、輻射熱、貨物損失量、滅火所用時間以及滅火

4、系統(tǒng)用水量進行了比較。實驗結(jié)果表明:(1)在本文實驗條件和限定的倉庫高度以及貨架高度條件下，ESFR自動滅火系統(tǒng)和開式低壓細水霧滅火系統(tǒng)能夠有效保護高架倉庫，閉式高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)和噴灑型自動射流滅火系統(tǒng)不能保證高架倉庫火災(zāi)時的安全;(2)對于儲存易燃物、一般材料或難燃材料的高架倉庫，ESFR自動滅火系統(tǒng)均可以保證其發(fā)生貨架火災(zāi)時，火焰不會蔓延至相鄰貨架間，而低壓細水霧滅火系統(tǒng)對于儲存易燃物的高架倉庫無法限制其火焰蔓延;(3) ES

5、FR自動滅火系統(tǒng)實驗中貨架紙箱幾乎全部損毀，開式低壓細水霧滅火系統(tǒng)實驗中燒毀紙箱僅占所有紙箱的30％，且細水霧對貨品造成的水漬損失小，因此采用低壓細水霧系統(tǒng)滅火可以有效降低高架倉庫火災(zāi)時的貨物損失量;(4)通過對比ESFR自動滅火系統(tǒng)實驗與開式低壓細水霧滅火系統(tǒng)實驗，發(fā)現(xiàn)兩種滅火系統(tǒng)撲滅貨架火災(zāi)所用時間相差較小;(5)低壓細水霧滅火系統(tǒng)撲滅高架倉庫火災(zāi)所需的水量不到ESFR自動噴水滅火系統(tǒng)的15％。
　　通過實體火災(zāi)實驗，得出了在

6、限定的倉庫高度和貨架高度條件下，ESFR自動滅火系統(tǒng)和開式低壓細水霧滅火系統(tǒng)能夠有效保護高架倉庫。本文在數(shù)值模擬研究部分針對這兩種滅火系統(tǒng)在高架倉庫火災(zāi)中的適用性問題做了進一步分析。本文在實體火災(zāi)實驗基礎(chǔ)上，通過火災(zāi)模擬軟件，搭建了FDS模型。數(shù)值模擬首先驗證了模型相對實體火災(zāi)實驗的適用性，然后改變火源的位置，模擬火源在貨架第三層以及第四層底部的工況，以研究對于不同火源位置的高架倉庫火災(zāi)，這兩種滅火系統(tǒng)是否仍適用。模擬結(jié)果表明:(1)F