6.3 火灾发展

6.3.1 火灾发展的评估
6.3.1.1 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、分布以及建筑物的类型来设定火灾场景(见GB/T 31593.4)，火灾发展主要通过设定火灾场景条件下热释放速率(HRR) 随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)；
    ——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
6.3.2.1.1 可采用试验方法和计算模拟的方法获得燃烧速率。当不能确定起火房间中可燃物的特性时，火灾增长常被假定为t²火，即热释放速率与燃烧时间的关系如式(3)： 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：
    ——质量损失速率；
    ——热释放速率；
    ——表面递减速率。
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/m³〜2MW/m³之间。
6.3.2.2.2 输入信息包括：
    ——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：
    ——火焰尺寸；
    ——火焰高度。
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：
    ——热释放速率；
    ——燃料种类；
    ——火源大小和相关物体的位置；
    ——物体的热物性。
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
6.3.2.4.1 火焰蔓延至墙壁、顶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据ISO 5658 给出的数据来描述。火焰的竖向蔓延可用式(4)来描述： 6.3.2.4.2 输入信息包括：
    ——着火时间和单位面积热释放速率；
    ——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 阴燃
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：
    ——质量损失速率；
    ——热释放速率。
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；
    ——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，见式(5)：     气体在封闭环境中的温度取决于边界的热物性和开口因子，见式(6)：     式中：
    A_T——封闭房间表面的总面积。
    温度-时间参数曲线表征了火灾发展导致的温度变化是时间、房间边界的热物性和开口因子的函数。
    在狭小封闭环境中，如果木垛火燃烧满足A_v(h_v)^1/2/A_T=0.08m^1/2条件时，则可达最高温度。如果比值较小，则表示燃料过多，如果比值较大，则表示空气过多。当比值超过0.11m^1/2时，火灾发展由燃料控制。当木垛火燃烧满足A_v(h_v)^1/2A_fuel＞0.08m^1/2条件时，属燃料控制火。在一个房间内，如果燃烧速率超过了引起轰燃的极限值，则轰燃可能在火灾进入充分发展阶段前发生。
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；
    ——房间内温度-时间函数。
6.3.5 火灾衰退
    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。