由温州12·12火灾案例引起的防火思考

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[摘要]针对温州12.12重大火灾事故，分析楼房发生火灾主要原因以及火灾危害、特点，应用FDS(FireDynamicsSimulator)对楼房火灾过程进行数值模拟，分析纵向烟气分布以及特点，获取重要防火参数，对现实防火灭火工作以及火灾中逃亡提出建议。

[关键词]楼房火灾；数值仿真；FDS应用；火灾烟气

[中图分类号]F4[文献标识码]A

WenzhoufirescausedthefireThinking

ZhouBiaoZhangTengXuYou-Ping

(WuhanUniversityofScience&Technology,Wuhan,430081,China)

Abstract:Wenzhou 12.12 against major fire disasters,the building of a fire main,and fire hazards,characteristics of FDS (Fire Dynamics Simulator) on the process of building fire numerical simulation,analysis and features vertical flue gas distribution,access to important fire safety parameters of reality fire fire-fighting and fire in flight recommendations.

Keywords:Buildingfires,numericalsimulation;FDSapplications;firesmoke

前言

2007年12月12日8时27分，温州市鹿城区人民路28层的温富大厦裙楼“朵朵鲜花店”店内起火，迅速引燃花店里的包花纸和塑料花，产生的高温烟气迅速上升至2层新艺苑舞厅，最终造成了21人遇难、2人受伤的重大火灾事故，其中因火场浓烟致命——实际上是没有接触火而被浓烟熏死的19人。

其实，根据火灾伤亡的统计，火灾条件下人员伤亡的原因大多数是由于烟气（HCl、CO等）中毒、高热、缺氧。[1]

综上所述，如何减少火灾伤亡人数，降低损失，主要是了解和掌握发生火灾时，烟气的分布情况。因此，我们通过模拟火灾实验，分析发生火灾时，烟气分布情况，对现实火灾中人员逃亡和救援灭火工作有重大的意义。

1.楼房火灾特点

随着我国经济建设的飞速发展,楼房越来越多。当今的楼房建筑结构复杂、人员密集,现代化电气设施多,一旦发生火灾,火势发展迅猛,变化复杂,影响范围广,往往造成，人员伤亡和财产损失,极易酿成重大灾害事故。

为了获得火灾过程当中的相关参数，传统实验方法是采用实体的尺寸实验来对火灾特点进行研究和预测，得到的数据一般比较准确。但由于现代建筑的大型化，如果采用此类方法显然不实际和不经济，因此这种方法受到很大的限制，实用性不强。随着现代计算机软硬件技术的发展，通过计算机程序来对大型建筑内部火灾进行数值模拟的方法就得到了很大的应用和发展。由于它具有投入小、周期短的特点，可以和比例模型实验互为补充，目前被越来越多的应用于实际工程中。在我们模拟楼房实验中，我们采用FDS(FireDynamicsSimulator)软件进行模拟计算，获得相关防火参数。

2.FDS简介

FDS软件是由美国标准与技术研究所（NIST）开发的，用于预测在拟定的最不利火灾下导致火灾的环境。该模型经过了大型及全尺寸火灾实验的验证，其计算结果与实际比较吻合，因而被广泛使用。

FDS是以火灾中流体运动为主要模拟对象的计算流体动力学软件。该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动N-S方程，重点计算火灾中的烟气和热传递过程。FDS旨在解决消防工程中的实际问题，同时也可以为火灾科学的理论研究做指导。进行FDS模拟是为了得到一系列有关烟雾、温度、毒气等相关参数，再对实际工程进行设计，以保证一旦火灾发生，其烟雾保持在一定的疏散高度之上、毒气的浓度在一定的范围内，从而不会威胁到疏散人员的安全。

2.FDS模型的建立

2.1模型网格数，如下表1：

轴

Min

Max

网格数

X

0.0

9.7

106

Y

0.0

9.5

106

Z

-0.4

9.7

106

表1

2.2根据实物楼房，建立相关的模型，如电视，沙发，桌子，凳子，厨房等。具体家具尺寸已经参考相关标准，符合日常生活用品尺寸。

2.3材料选取：

①选取墙的材料为gypsumboard（石膏板）。

②选取橱柜模型的材料为spruce（云杉）。

③选取沙发，电视柜，墙壁内表面，为1毫米厚upholsteryMaterials（装潢材料）。

2.4完成建模后，具体模型如下图1.

图1建成的模型

完成建模后，设定燃烧时间为500秒（8.33分钟）进行楼房火灾模拟实验。

3.实验结果与结论

用FDS软件完成模拟试验后，用其配套软件Somkerview动态显示实验数据。

3.1烟气分布情况。

图225.2秒烟气分布

图388.8秒烟气分布

图4131.4秒烟气分布

上图为FDS模拟实验的截图，我们可以清楚的看到，在25.2秒时，烟气顺着楼道向上延生，到达52.2秒时，浓烟已经到达二楼的房间里，烟气已经达到威胁人生存的浓度。当到达88.8秒时，烟气分布情况如图4，距离地面1.0米以上的空间充满了浓烟，到达131.4秒，烟气已经充满了整个房间，不可能有人生还。

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因此，如果不能在131.4秒（2.19分钟）迅速逃离火灾现场，悲剧就会发生。同时，逃离时不能顺着楼道逃亡，因为从上图可以看出，楼道是一个烟气流通的主要途径，所以，在火灾后清理现场时，楼道里死亡人数不仅包括在慌乱中被挤压窒息，更多人是被浓烟熏死。

3.2火焰蔓延情况。

图780.8秒烟气分布

图891.5秒烟气分布

图997.3秒烟气分布

图10121.0秒烟气分布

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上图为FDS处理火焰蔓延数据截图，在80.8秒时（图7），火焰形成棚顶射流，迅速蔓延，到91.5秒时（图8），火焰沿着楼梯窜到了二楼房间，火势凶猛，当97.3秒时（图9），二楼也形成立体燃烧，加速火焰蔓延，同时在烟囱效应的作用下，火焰蔓延速度更快。到达121.0秒时（图10），整个楼房处于火海中。

在短短的121秒（2.01分钟）内，火势从一楼蔓延到二楼，并使二楼立体燃烧。如果不能采取有效的措施，遏制火势蔓延，在几分钟内就可以使整个楼房立体燃烧。

4.建议

通过楼房火灾模拟实验，结合我们日常生活，提出以下建议：

4.1提高全民消防意识。

温州12.12重大火灾给了我们一个教训，提高群众消防意识，刻不容缓。正如温州市消防支队副政委董卫军所说，“群众自我保护、主动逃生、等待救援逃生能力缺乏。”通过模拟实验可以得知，火从小到使整个楼房立体燃烧的时间很短，只有仅仅的几分钟，也正是在这短短的几分钟内，无情火灾夺取了人的生命。如果能在短时间内及时逃离失火现场，损失就会降低。

4.2及时检查，更换消防器材。

火灾发生时，大多数人第一反应是寻找灭火器，如果灭火器没有及时检查，更换，不能遏制火势的作用，一旦火势失控就会酿成灾害。同时，不仅仅是灭火器，其他的消防器材也应该及时检查，更换。

4.3严格按照《建筑设计防火规范》设计。

温州火灾过火面积1270多平方米，二楼歌舞厅建筑面积超过300平方米，没有安装自动自动喷水灭火系统，使得火势迅速蔓延，酿成灾害。按照《建筑设计防火规范》,歌舞娱乐放映游艺场所面积超过300m2应设自动喷水灭火系统。[2]

4.4在人密集场所应安装排烟机。

通过我们模拟实验，以及温州12.12火灾案例，发现火灾中烟气的危害不容忽视，日常生活中，灭火器到处可见，但是，排烟机却很少。在自然通风差，人员密集场所应当安装排烟机，并定时检查。

5.结束语

我们通过模拟实验以及结合刚刚发生不久的温州12.12重大火灾，分析了火灾中烟气，火焰纵向分布情况，提出建议希望能对现实灾前预防和灾后灭火救援，有一些指导作用。

参考文献:

[1]任大海主编．《防火防爆安全便携手册》[M]．北京：机械工业出版社.，2006，140．

[2]中华人民共和国国家计划委员会，《建筑设计防火规范（2001年版）GBJ16－1987》出版社：中国计划出版社，2001年8月1日，第8.7.1B条．