GB T 31593.5-2015 消防安全工程 第5部分 火羽流的计算要求.pdf

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1、- ICS 13.220.01 C 80 量中华人民共和国国家标准GB/T 31593.5-2015 消防安全工程第5部分:火羽流的计算要求Fire safety engineering一Part 5: Requirements governing a1gebraic equations for fire plumes (ISO 16734: 2006 ,Fire safety engineering一Requirements governing algebraic equations-Fire plumes, MOD) 2015-06-02发布2015-08-01实施。白室3;-. d比3

2、, 之飞快: ./!飞去谷、扩J民坊W阳U向剧，_审喝低血抱4年lJ:中华人民共和国国家质量监督检验检蔑总局晦+中国国家标准化管理委员会况何 GB/T 31593.5-2015 前言 GB/T 31593消防安全工程分为以下九个部分E一一第1部分z计算方法的评估、验证和确认z一一第2部分z所需数据类型与信息，一第3部分E火灾风险评估指南F一一第4部分z设定火灾场景和设定火灾的选择s一一第5部分z火羽流的计算要求z一一第6部分z烟气层的计算要求F一一第7部分E顶棚射流的计算要求p一一第8部分2开口气流的计算要求z一一第9部分z人员疏散评估指南。本部分为GB/T31593的第5部分。本部分按照GB

3、/T1.1-2009给出的规则起草。本部分使用重新起草法修改采用IS016734:2006消防安全工程计算公式控制要求火羽流。本部分与IS016734:2006相比在结构上有较多调整，附录A中列出了本部分与IS016734:2006 的章条编号对照一览表。本部分与IS016734:2006的技术性差异是对规范性引用文件做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章规范性引用文件中，具体调整如下z一一用GB/T5907(所有部分代替了IS013943(见第3章); 一一用修改采用国际标准的GB/T31593.1代替了IS0/TR13387-3(见5.1、7.白。本部分

4、还做了下列编辑性修改z一一删除了国际标准的前言，重新起草了前言，一一修改了国际标准的引言，将其作为本部分的引言s一-将国际标准的资料性附录A编排为本部分的资料性附录B，将国际标准附录中的术语和定义调整到本部分正文的第3章中，删除了部分通用术语的定义，调整了符号的编排格式，一一将国际标准的本国际标准一词改为GB/T31593的本部分或本部分气一一将国际标准的某些标点符号修改为符合汉语习惯的标点符号。本部分由中华人民共和国公安部提出。本部分由全国消防标准化技术委员会建筑消防安全工程分技术委员会(SAC/TC113/SC 13) 归口。本部分起草单位z公安部天津消防研究所、公安部四川消防研究所、中国

5、科学技术大学、中国建筑科学研究院。本部分主要起草人z韩伟平、郑巍、郭歌、姚松经、毕少颖、智会强、闸强、刘志坚、张玉贤、陆守香、胡忠日、张向阳、邓松华。I GB/T 31593.5-2015 51 言本部分所讨论的计算公式适用于设定火灾场景的量化分析，专业人员无须进行繁杂的数值计算，就能够依据这些公式快速判断初步消防安全设计是否需要调整以及如何调整，以满足预期的性能指标要求。这些公式在以下方面已经得到应用z一一测定火羽流传热，包括对流和辐射F一一预测顶棚射流特性以调节探测器的响应时间s一一计算通风口的排烟能力z一一分析分隔空间内的烟气传递和轰燃等火灾危害。对于火羽流，计算公式可用于估算火焰的尺寸

6、，从而计算出火源与被保护目标之间的安全距离。火羽流计算公式还可用来估算存放有可燃物质的建筑工程内的火焰传播速率，包括水平传播和垂直传播。本部分的附录B给出了准稳态且轴对称火羽流计算公式的应用示例。GB/T 31593.1规定了运用数学公式进行火灾动力学计算的通用要求，本部分是这些通用要求的具体实践。如果采用数学模型计算火灾发展过程及其产生的后果，本部分所讨论的计算公式可用于对其结论进行校验。本部分适合从事消防安全工程的专业人员使用，包括消防设计人员、消防救援人员、消防标准规范制定者、保险商、消防安全管理人员，标准使用者需要充分理解本部分给出的计算方法中相关参数的含义和应用条件。E GB/T 3

7、1593.5-2015 消防安全工程第5部分z火羽流的计算要求1 范围GB/T 31593的本部分规定了火羽流特征值计算公式的应用方法要求，提供了与火羽流计算公式应用相关的下列通用要求za) 物理现象的描述zb) 计算书pc) 计算公式的局限性sd) 计算公式的输入参数ze) 计算公式的适用范围。本部分适用于建设工程消防性能化设计和评估中火羽流的计算.2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注目期的引用文件，其最新版本包括所有的修改单)适用于本文件.GB/T 5907(所有部分消防词汇GB/T 31593.1 消防安全工程

8、第1部分z计算方法的评估、验证和确认(GB/T31593.1-2015, ISO 16730:2008,MOD) 3 术语和定义GB/T 5907界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1 轴对称axisymmetric 火羽流平均运动方式和平均动力学特征参量(例如平均温升沿一条垂直中心线对称。3.2 火明流fire plume 由燃烧所产生的浮力形成的向上揣流流动，通常包括下部的燃烧区。3.3 火焰ame 火羽流的发光区域。3.4 晴射火焰jet ame 受动量支配而不受浮力、外力支配的火焰。3.5 准稳态quasi-st幅.dystate 火源热释放速率变化引起的其他变化在流场中能立刻

9、显现出来的一种假定状态。1 GB/T 31593.5-2015 3.6 虚点源virtual origin 火羽流的虚拟点火源.注，对于可燃液体的池火而言，如果直径小于或等于10m，虚点源的位置可能在燃烧的燃料表面以上，如果直径为10 m-20 m(参见恳的，那么虚点源的位置就可能在燃烧的燃料表面以下.4 物理现象的描述4.1 火摞产生的火羽流是一种复杂的热物理现象，它的状态可能高度瞬时，也可能接近稳态。火羽流由靠近火源的区域和远离火源的区域两部分组成，靠近火酶的区域通常存在有焰燃烧(阴燃火灾除外), 而远离火源的区域不存在有焰燃烧，只有受浮力控制的向上流动的热气体端流。火羽流形式受多种环境因

10、素的显著影响，如作为火源(无论是布火焰燃烧还是阴燃的燃烧物性葳及其分布、受限边界类型、空气量的限制或影响程度、风的情况或防火分区内空气运动情况等等。对于液态碳氢化合物在露天、静止(元风条件下的燃烧，由于上述环境因素的影响可以忽略不计，所以采用数学公式来描述火羽流的问题就得到了简化.4.2 应采用图表来描述火源类型、流动边界条件包括对称边界以及其他适用于分析的场景因素.4.3 应明确识别需要计算的火羽流特征参数及其适用范围，适当时应包括由相关计算量推导出来的特征参数(如基于能量和质量守恒定律推导出的烟气浓度与气体温度升高值之间的关系和其他与传递至远离火羽流位置的辐射热相关的特征参数.4.4 应明

11、确识别具体计算公式适用的火羽流区域(是否存在火焰燃烧，受火源影响的程度如何4.5 不同的计算公式描述了不同的火羽流特征(见4.3)或适用于不同的火羽流区域见4.的，当有多种方法可用于计算同一个给定量的值时，应明示其结果与选用的计算方法元关。5 计算书5.1 计算书的般要求见GB/T31593.1. 5.2 计算步骤应由一系列的计算公式表述。5.3 每个计算公式应由独立的条款表述，其内容应包含公式输出的详细描述，以及该公式的解释性说明和限定条件.5.4 应明确定义计算公式中的各变量，结出适用的SI单位;tt算公式优先选用量关系式。5.5 应酌情通过引用公认的手册、科技文献或通过推导等方法给出计算

12、公式的科学依据。5.6 应给出计算公式的应用实例，演示如何使用符合第4章要求的输人参数和具体计算过程。6 计算公式的局限性6.1 应给出直接应用计算公式计算输出参数的定量限制条件，并符合第4章所描述场景的要求。6.2 应给出在更通用的计算方法中使用计算公式的注意事项，包括检查与计算方法中用到的其他关系式的一致性以及所采用的计算方案。例如，在火羽流和顶棚射流相连接的区域内，区域模型计算中，使用火羽流计算公式得到的结果可能与使用顶棚射流计算公式得到的结果不同，从而导致错误。7 计算公式的输入参戴7.1 应明确识别计算公式的输入参数，如热释放速率或几何尺寸。GB/T 31593.5-2015 7.2

13、 应识别或明确提供输入参数的数据来源。7.3 应按GB/T31593.1的规定列出输入参数的有效范围。8 计算公式的适用范围8.1 应通过一组或多组测量数据确定公式的适用范围，这些数据应通过文件化的程序或标准(参见GB/T 6379)进行评估并达到一定的质量水平(如重复性、再现性。8.2 应按照计算方法的评估、验证和确认原则，通过与8.1测量数据的比对确定计算公式的适用范围。8.3 计算公式应用于第4章给出的具体场景时，应明确识别其限定条件造成的潜在误差(如假设火源为点状火源。3 GB/T 31593.5-2015 4 附录A资料性附录)本部分章条编号与ISO16734 :2006的章条编号对

14、照表A.l给出了本部分章条编号与ISO16734:2006的章条编号的对照一览表，襄A.1 本部分章条编号与西o16734 12006章条编号对照本部分章条编号对应的ISO16734:2006的章条编号3.1 A.l.l 3.2 A.1. 8 3庐ZA.1.9 3.4 A.l.12 3.5 A.1.17 3.6 A. 1.21 A.1.2-A.1.7、A.1.10-A.1.11、A.1.l3-A.1.l6、A.1.18-A.1.20附录A附录B附录A虱1A. 2 B.2 A.3 .8.2.1-B.2.6 A. 3.1-A.3.6 B.3 A.4 B.3.1-B.3. 7 A. 4.1 -A.4

15、.7 B.4 A.5 e.5 A. 6 B.5.1-B.5忑A.6.1-A. 6.5 B.6 A.7 B.6.1-虱6.6A.7.1-A.7.6 B.7 A.8 B.8 A.9 B.8.1-B.8.3 A.9.1-A.9.3 B.9 人10注=表中的章条以外的本部分其他章条编号与ISO16734:2006其他章条编号一致.包 GB/T 31593.5-2015 附最B资料性附录准稳态、辅对称火现流计算公式B.1 符号本附录所用的符号见表B.1.囊B.1本附录所用的符号符号说明单位A. 火源平面区域面飘mZ bAT 火羽流特征半径在火羽流半径方向上，火羽流平均温升值等于中心线处平均温升值一半的位

16、置与火羽流中心轴线间的距离m Cp 常压下空气的定压热容kJ kg-1 K-1 D 火源直径火源的有效直径，如果是圆形火源，则等于火源的实际直径s如果是非宝岛回形火源，则等于与火源的平面面税等同的圆的直径g 重力加速度m.8-2 .H. 净燃烧热(单位质量物质完全燃烧并且生成的水完全气化条件下所产生的热量kJ. kg-1 L 火焰平均高度(火源基部以上的火焰在一定时间内的平均高度，该高度处出现火焰的概率不小于50%)、口1m_ 火羽流卷吸空气质量流速火羽流从其四周吸入空气的质量流量kg. s一1霄lea.tlL火焰平均高度处的火羽流卷吸空气质量流速kg 9-1 mf 燃料的质量燃烧速率燃料蒸气

17、的质量生成速率kg S-J N 且3.1.1中定义的无量纲参数Q 实际测量或给定的热释放速率(燃烧源实际释放热量的速率，如火源kW q 单位面秧的热释放速率kW. m-Z Q. 对流热释放逐率热释放速率中被火羽流向上运动带走的部分.在火焰平均高度以上，认为此部分与高度的变化无关)kW S 空气质量与燃料质量的化学当量比T蛊环挠温度K .To 火羽流中心轴线平均温升(火羽流中心轴线处气体温度相对于周围环撞温度在一K 定时间内的平均温升值.TOL 火焰平均高度处的火羽流中心输线平均温升K .T . 火焰平均高度处或平均高度以上位置的火羽流的空间平均温升(与火羽流质量流K 速和火羽流对流热释放速率相

18、关联的火羽流的平均温升)火羽流中心轴线的轴向气体平均流速气体在火羽流中心轴线处向上运动的平均m S-J UO 速度)5 GB/T 31593.5-2015 表B.1(续符号说明单位z 火源基部以上的高度自1%v 火源基部以上虚点源的高度口1P 环捷空气密度kg. m-3 a 对流热释放速率份数(对流热释放速率与总热释放速率的比率)，l-XR/X.X. 燃烧效率因子在特定的火灾试验条件下测得的燃烧热与净燃烧热的比值XR 辐射热释放因子火焰辐射热与净燃烧热的比值)二B.2 物理现象的描述8.2.1 轴对称火现流的火焰平均高度和特性计算了在火焰平均高度及以上位置处轴对称火羽流的火焰平均高度及其他一些

19、特性.8.2.2 公式适用的场景因素公式适用于准稳态火源产生的火羽流，准稳态火源是指静态环境条件下在平面区域内大体呈圆形或方形的火源燃烧不受主动防火保护措施或风的干扰。该火源应为一个水平且朝上的燃烧表面，或者是一个燃烧的三锥体，其火焰平均高度大于三维燃烧体的高度.符合条件的火源包括室内空间外部的火源和室内空间内部的火源(火源及其火焰均远离室内空间边界。一个符合条件的火源可以包含有完全卷入火灾的建筑，此时由于火焰燃烧穿透了建筑顶部如塌陆的屋顶)，所以火焰平均高度大于建筑高度。这些场景因素的定量限定条件见B.5.8.2.3 公式计算的火羽流特征参戴公式可计算火羽流中心轴线(对称轴上各位置的气体温度

20、和流速，也可依据气体温升和火羽流平均温升值计算火焰平均高度、火羽流卷吸空气质量流速和火羽流特征半径。8.2.4 公式适用的火现流区域火羽流的火焰平均高度以上区域和火焰平均高度以下区域应区别对待，本附录公式仅适用于火羽流的火焰平均高度以上区域。8.2.5 公式的协调一敢性本附录给出的公式已由G.Heskestad(见B.4)推导并验证，确保了不同公式计算出来的结果保持协调一致相互之间不矛盾。8.2.6 果用公式的标准和真他文献NFPA 204(参见参考文献41J)在烟气和热量排放的设计计算中采用了式(且的、式(旦的和式(且18)。8.3 计算书8.3.1 火焰平均高度8.3. 1. 1 火焰平均

21、高度的元量纲关系式L/D，由式(B.l).式(B.3)给出(参见参考文献口3J)，适用于多种空气环境和燃料条件下发生的建筑工程内火灾。去=-1.02 + 15.6N1/5 Nzc,T:1 s) 3 J主gp! (H.Js) 3 J D5 GB/T 31593.5-2015 .( B.1 ) .( B.2 ) Q =mfXaAHc . .( B.3 ) B.3.1.2 在正常大气条件下，即g=9.81m. 8-2、c，=1.00kJ(kg. K)-I、p.=1.2 kg. m-3、T.=293K以及半=3000 kJ kg-I (指一些常见燃料的平均值，参见参考文献叫中的表M叫3-4叫表3-4.

22、21，以下本附录涉及到的该数值同理)，火焰平均高度L由式(B.的给出(参见参考文献9J)。L =-1.02D十0.235Q悄. ( B.4 ) B.3.2 火源基部以上虚点源的高度B.3.2.1 虚点源高度的无量纲关系式Zy/D，由式(B.5)-式(B.8)给出(参见参考文献10J)，适用于多种空气环境和燃料条件下发生的建筑工程内火灾.Z. 02/5 D =-1.02+ 15.6(X -Y)丁X=CAm gp! C!.J.Hjs) 3 .( B.5 ) ( B.6 ) 一122/5 Te Y =0.158 (c，p.)州T:气2/5J -1/2 a21豆于军?. .叫B.7) T OL = I

23、I T OL + T. . . .( B.8 ) B.3.2.2 在正常大气条件下，即g=9.81m. 8-2、C=1.00 kJ(kg. K)-I、p.=1.2kg. m-a、T.=293K、llHc a=0.7 .llToL=500 K以及-7罕3000 kJ kg-1 ，虚点摞高度Zy与Q、D的关系由式(B.9)给出，该公式对燃料种类的变化不敏感参见参考文献口OJ)。Zy = -1.02D + 0.083Q2/5.( B.9 ) B.3.2.3 在正常大气条件下，即g=9.81m. 8-2 、c=1.00 kJ(kg. K)-I、p.=1.2kg. m-3、T.=293K、H c _ _

24、 _ _ _ ToL=500 K以及-7=300OU-kg1，虚点源高度Zy与Qc、L的关系由式(B.10)和式。.11)给出，该公式对燃料种类的变化不敏感参见参考文献10J)。Zy =L - 0.175Q!/5 Qc=aQ B.3.3 火焰平均高度及以上位置处的中心轴线平均温升.( B.10 ) ( B.11 ) B.3.3.1 火焰平均高度及以上位置处的中心轴线平均温升llTo的元量纲关系式，由式。.12)给出参见参考文献42J，守、1/3To =9.1 (占)Q/3 (z - Zy )-5/3 . .( B.12 ) 飞gc，p;, B.3.3.2 在正常大气条件下，即g=9.81m.

25、8-2、C，=1.00kJ(kg. K)-I、p.=1.2kg. m-3以及T.=293 K，火焰平均高度及以上位置处的中心轴线平均温升llTo由式(B.13)给出(参见参考文献37J).llTo =25.0Q/3 (z -Zy)-响 .( B.13 ) 7 GB/T 31593.5-2015 B.3.4 火焰平均高度及以上位置处气体沿申心轴线的平均流速B.3.4.1 火焰平均高度及以上位置处气体沿中心轴线的平均流速UO的无量纲关系式，由式(B.14)给出(参见参考文献42J).uo=3.4L-EriusQ:/SU一-1/3. . . . .叫B.14) 忆p.L. B.3.4.2 在正常大气

26、条件下，即g=9.81m. S-2、c=1.OOkJ (kg. K)-1、p.=1.2kg. m-3以及T.=293 K.火焰平均高度及以上位置处气体沿中心轴线的平均流速UO由式(B.15)给出(参见参考文献37J)。UO= 1.03Q!/3 (z-zv)-川.( B.15 ) B.3.5 火焰平均高度及以上位置处的火羽施特征半径火羽流特征半径(此处的平均温升等于中心铀线平均温升的一半)bAT的无量纲关系式，由式。.16)给出(参见参考文献42J)。、，/v z z ，、, , 、. , 几一丸E、。&唱，在nu - T A ZO .( B.16 ) 注z气体流速等于中心轴线气体流速一半位置处

27、的火羽流半径，比平均温升等于中心轴线平均温升一半位置的火羽流半径bT约大10%.B.3.6 火焰平均高度及以上位置处的火羽流质量梳理B.3.6.1 火焰平均高度及以上位置处(Z注L)火羽流质量流速ment的无量纲关系式，由式(B.17)给出参见参考文献口8J)。几t=0.196 (旦与3Q!/3 (Z _ Zv) 5/3 r 1 + Q俨1 .( B.17 ) 飞cpTJC V LUMCMaTa的(z- Zv )5/3 J B.3.6.2 在正常大气条件下，即g=9.81m S-2 、c=1.OOkJ (kg. K)-1 , p.=1. 2 kg. m-3以及T.=293 K.火焰平均高度及以

28、上位置处(z注L)的火羽流质量流速m酣由式(B.18)给出(参见参考文献37J). m田t=0.071Q!/3(z-zv)5/31+0.027Q/3(z-zv)-5/3J .( B.18) B.3.6.3 取z=L，把由式。.5)-式。.8)计算得到的Zv代人式(B.17)中，则火焰平均高度处的火羽流质量流速仇时，的无量纲关系式，可由式(B.19)给出(参见参考文献37J)。r IToL飞附IT. , _ . _ 1 Qc nt.L = 0.8781 I : 1+0.6471一一. . .( B.19 ) L飞T.I飞t:.T OL I . ., J c T. B.3.6.4 在正常大气条件下

29、，即c=1.OOkJ (kg. K)-1、T.=293K以及6.T OL = 500 K，根据式(B.19)，火焰平均高度处的火羽流质量流速仇酣L可由式(B.20)给出参见参考文献37J)。m四川=0.0059Qc( B.20 ) B.3.7 火焰平均高度及以上位置处的火羽流空间平均温升火焰平均高度及以上位置处的火羽流空间平均温升6.T.帽的无量纲关系式，由式(B.21)给出参见参考文献37J)。a一叫一-T A .( B.21 ) 8 GB/T 31593.5-2015 B.4 计算公式的依据关于轴对称火羽流的理论可以追溯到由Schmidt(参见参考文献4J)、Rouse等人参见参考文献5J

30、)、Morton等人(参见参考文献6J)以及Yokoi(参见参考文献7J)等学者发表的早期理论，此后Morton(参见参考文献8J)对常见的缺陷进行了改进，而Heskestad(参见参考文献9J)则根据公开发表的试验结论提出了经验系数。有关虚点源(zv)的公式由Heskestad(参见参考文献口OJ)创建，其他还需要考虑的相关研究工作由Hasemi和Tokunaga(参见参考文献口lJ)以及Cetegen等人(参见参考文献口2J)完成。有关火焰高度的公式可追溯到Heskestad(参见参考文献13J)的研究。在预测卷吸作用方面做出贡献的有Yih(参见参考文献14J)、Thomas等人(参见参考

31、文献口5J)、McCaffrey(参见参考文献16J)、Cetegen等人参见参考文献17)、H臼kestad(参见参考文献口8J)、Delichatsios(参见参考文献口9J)、Zukosk.i参见参考文献20J)、以及Zhou和Gore参见参考文献21J).此外，还有许多研究人员也解决了轴对称火焰中出现的一些问题，这些研究者包括Cox和Chitty参见参考文献22)、Dai等人参见参考文献23J)、Gengembre等人参见参考文献24J)、George等人参见参考文献25J)、Heskestad(参见参考文献26、27、28J)、Kung和Stavrianidis(参见参考文献29J)

32、、Mccaffrey(参见参考文献30J)、OrIoff(参见参考文献31J)、Orloff和deRis(参见参考文献32J)、Shabblr和Grge(参见参考文献33J)、Tamanini(参见参考文献34J)以及Thomas(参见参考文献35、36)。B.3.1B.3.6中公式的依据见Hesestad的文献(番见参考文献37J)，式(B.19)和式(B.20)由Hes-kestad(参见参考文献37)根据B.3.1和B.3.2中的公式推导得到。B.5 计算公式的局限性8.5.1 火源计算公式不适用于下列火源:一一受灭火剂影响的火源F一火源的长宽比大于或等于2的矩形火源;一一空气流动受限的

33、三维火源或火焰平均高度小于火源本身高度的110%/的三维火源s一一由喷射火焰构成的火源如由管道或加压燃料储液罐IJ吼，泄漏造成的火源)I 一一火焰散布程度较大导致火源区域出现多火羽流的火源。B.5.2 火焰尺寸在室内无障碍空间内的火源，当火焰尺寸达到下面任一条件时，计算公式不适用z一一火焰的平均高度L大于室内空间内部垂直高度的50%;一一火源的有效直径D大于室内空间平面最小尺寸的10%。8.5.3 边界面在封闭的空间内，当火源本身或其火焰被边界面限制在尺寸为火源直径D的范围内时，计算公式不适用.8.5.4 气动干扰当火羽流受到由下列因素引起的气动干扰影响时，计算公式不适用z一一火羽流流场有障碍

34、物阻碍s9 GB/T 31593.5-2015 一一受到机械通风或来自于室内开口自然通风的作用。B.5.5 输出参数数据当输出参数数据出现下面任一情况时，计算公式不适用z一一计算得到的平均温升To远小于火灾发生前的环境温度随高度增加而引起的温升值见B.7) ，如室内空间内的顶部与底部之同由于存在温度梯度而引起的温升2一一计算得到的平均温升T。大于TOL.B.6 计算公式的输入参撤B.6.1 火灾楠释撞速率参数Q的单位为kW，这是在特定环境条件下火灾的实际热释放速率值。该参数采用量热计通过测量收集的气体产物中氧气、二氧化碳和一氧化碳的产生速率进行测量，或者以其他方法给出。该参数通常从设定火灾场景

35、中获得。有关火灾热释放速率以及火灾热量测定的其他相关信息可参见Tewarson的研究成果(参见参考文献38J)和Babrauskas的研究成果参见参考文献39J)。B.6.2 对流弗释就速率份鼓对暴露在外的固体表面或在油池中燃烧的液体燃料而言，无量纲参数对流热释放速率份数的取值范围通常为0.6.0.7;但对氧化性液体燃料或小分子量的气体燃料，此参数可以取值为0.8或者更大。对于三维火源，此参数在火灾增长的早期阶段远小于前述范围值，而后随着火灾增长至更高阶段，此参数也提高至0.6.0.7之间。此参数通常从设定火灾场景中获得，其他相关信息可参见Tewarson的研究成果(参见参考文献38JB.6.

36、3 *-源的直径参数D的单位为m.是圆形火源的直径。此参数通常从设定火灾场景中获得。对于矩形的火源，取具有同等西飘A.(单位为m勺的圆形火源的直径作为其等效直径D.通过式(B.22)计算得到。Eh ( B.22 ) B.6.4 火现流中的高度火羽流中的高度参数z的单位为m，通常从设定火灾场景中获得。B.6.5 单位空气质量的娼烧热此参数表示为主子，单位为kJ.kg-I特定聚合物材料和其他材料的丁值可从T叫研Hc 究成果(参见参考文献35J)、Babrauskas的研究成果(参见参考文献39J)和化学工程师手册H参见Hc 参考文献40J)中查到.如果一些燃料的一参数值没有参考文献可提供数据，则需

37、要通过实验，采用量热计测量值Hc通过元素分析确定s值后，再进行计算得到。B.6.6 输入参数的有效范围热释放速率参数Q和火源直径参数D应符合式(B.23)给出的不等式条件要求，该不等式的依据信 GB/T 31593.5-2015 息可参见Mccaffrey的研究成果(参见参考文献30J).4 Q _ 2 X 104. . . . . .( B.23 ) 、p.c T. .iD5/2 火羽流中的高度参数z的有效取值范围通常是在火焰平均高度值与室内空间顶部高度值之间，或者是在火焰平均高度值与平均温升符合B.7要求对应的z值之间.B.7 计算公式的适用范围本附录使用公式的适用范围可通过B.4中给出的

38、计算依据文献确定.为了保持公式满足上述适用范围，应限制火源周围环境的温度梯度。因此，火源基部以上高度z处的环境温度(T.).与火焰基部附近的环境温度(T.)户。应符合式。.24)给出的不等式条件要求参见参考文献37J)。(T.) 一(T.)户。7.T o .( B.24 ) B.8 计算示例B.8.1 火焰高度假设有一个直径为1.8m的圆形油盘着火，油盘里可燃液体的热释放速率为2500kW. m-2环境条件基本为正常大气条件(空气压力为101.3kPa，空气温度为293K)，火焰平均高度L(单位为m)可由式(B.的计算得到2L=一1.02X 1.8 + 0.235 X (2 500 XX 1.

39、82/的2/5=5.97 B.8.2 虚点嚣的位置假设火源为B.a.l所述的油盘火。由于热释放速率已知，所以虚点源的位置Zy(单位为m)可由式(B.9)计算得到tZy -1.02 X 1.8 + 0.083 X (2 500 XX 1.82/的2/5平0.921计算结果表明，虚点源的位置位于火焰基部以上的0.921m高度处。结合本例实际，也就是说虚点源的位置位于可燃液体表面以上的0.921m高度处.B.8.3 火焰平均高度及以上位置娃的平均温升假设B.8.1所述油盘火的热释放速率的对流热份数取值为0.7，则在可燃液体表面以上9m高度处的火羽流中心轴线平均温升值(相对于环境温度可由式(B.13)

40、计算得到E.To =25 X (0.7 X 2 500 XX 1.82/4) 3/3 X (9一0.921)-5/3 = 208(K) 因此，在火焰平均高度以上约3m处的气体最高平均温度为208+(293-273)=228CC)。B.9 示意圄准稳态、轴对称火朝流特征参数图解见图B.l，火羽流剖面图见图B.2.11 GB/T 31593.5-2015 L/11 说明21一一火羽流特征半径标志$2一一空气卷吸，3一一火焰平均高度p4一一火源F 5 1 -一./2-/ k|/? 7 3 5一一火源基部s6一-火源平面区域面积AsI7一一虚点源.圄B.1火羽流参数圄解、.说明z卜一火羽流中心轴线p2

41、一一火羽流特征半径，3一一温度分布剖面曲线34一一环撞温度，12 5 5一一距离s6一一温度s7一-平均温度升高.圈B.2火朝流剖面圄3 4 GB/T 31593.5-2015 参寿文献lJ GB/T 6379(所有部分测量方法与结果的准确度2J ISO/TR 13387-3: 1999 Fire safety engineering-Part 3: Assessment and verification of mathematical fire models 3J ISO 13943 :2008 Fire safety-Vocabulary 4J Schmidt. W. Turbulente

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