7.2 基本特征

7.2.1 设定火灾的特征
    设定火灾通常以下列随时间变化的变量为特征：
    ——热释放速率；
    一一毒性组分的生成率；
    ——烟气生成率；
    ——火灾范围(包括随时间的变化)；
    ——温度/热通量随时间的变化。
7.2.2 决定火灾增长速率的因素
    决定火灾增长速率的因素包括：
    ——可燃物的特性；
    一一可燃物的空间分布；
    ——室内空间的几何形状；
    ——可燃物的着火特性；
    ——热释放速率的特征；
    ——通风状况；
    ——外部热通量；
    ——暴露表面的面积。
7.2.3 火灾增长的初始速率
    设定火灾场景中出现的事件会改变火灾增长的初始速率。典型的事件及其效应有：
    一一轰燃：转变为全部表面参与燃烧的状态；
    ——烟气层下降：加速火灾发展；
    ——喷淋启动：稳定或减小火灾；
    一一人工灭火：稳定或减小火灾；
    ——燃料耗尽：火灾衰減；
    ——通风条件变化：改变火灾特征；
    一一燃烧碎屑：引燃其他物体。
    确定火灾初期增长速率需要考虑以上因素。对于设定条件下具有简单几何分布的可燃物火灾，可根据火灾模型预测其火灾发展速率。对于典型的可燃物也可使用实验数据确定其火灾增长速率(参见参考文献[4])。
7.2.4 轰燃
    轰燃是局部火灾向房间内可燃物的所有暴露表面全部参与燃烧的状态的快速转变过程。较小或中等大小的房间较易发生轰燃。
    轰燃会改变设定火灾的热释放速率和完全发展火灾的其他参数。完全发展火灾是通风控制型或燃料控制型的。
    一般假定在室内空间内发生轰燃的条件为(参见参考文献[5])：
    ——上部烟气层的温度达到500°C〜600°C；
    ——上部烟气层对地面的热辐射达到20kW/㎡。
7.2.5 完全发展火灾
    轰燃后，火灾快速进入完全发展阶段，此阶段的燃烧速率受可燃物或通风条件的限制。轰燃后的热释放速率峰值可认为是通风控制型火灾和燃料控制型火灾的热释放速率的较小者。当满足式(1)时燃料控制型火灾会向通风控制型火灾转变：     对于特殊的可燃物，如木垛，有更为详细的判定标准(参见参考文献[6])。
    在分析结构响应时，应以火焰的温度来描述轰燃后的火灾。环境的热对流和热辐射也可能对结构构件和室内空间各部分的温升产生重要影响。因此，应谨慎选择。
7.2.6 通风控制型火灾
    通风控制型火灾的燃烧速率可根据流入房间内的空气量来确定。研究表明(参见参考文献[5])，空气流入起火房间的速率与通风因子有关。考虑到通风控制条件下，可燃物/空气比大于化学当量比，因而可用燃烧反应估计可燃物的质量燃烧速率，利用可燃物的有效燃烧热来确定热释放速率(参见参考文献[6])。
    当室内地面和顶棚有单独通风口时，上述基于通风因子的预测方法会低估火灾的严重性。上述方法不适用于大空间。
7.2.7 燃料控制型火灾
    燃料控制型火灾的发生概率要比通风控制型火灾小，一般只发生于像储藏空间那样有良好通风条件的特殊环境中。
    燃料控制型火灾的燃烧速率取决于燃料的性质和表面积。在大多数实际应用中，这些因素很难确定。但对于简化后具有规整几何形状的物体，比较容易确定基本参数，如木垛，已经建立了热分解速率和单位面积初始燃料质量及剩余燃料质量的关系式。
7.2.8 自动灭火系统的作用
    自动灭火系统可能在火灾过程中的任何时间启动，但一般期望其在轰燃前启动。在自动喷淋系统启动后，热释放速率可视为恒定，除非可以证实喷淋系统能够在特定时间内扑灭火灾。若系统在特定时间内可以扑灭火灾，则可假设热释放率在指定时间内线性减小，更多信息参见GB/Т 31593.4。
    符合标准要求的全淹没气体灭火系统启动后，可以假设灭火剂浓度达到设计值时，会很快控制火灾。
7.2.9 消防部门的干预
    消防部门可以在火灾发展过程中的任何时间进行干预，但只有当火灾的发展情况处于所用消防设备的可控制范围内时才能控制火灾。除非使用适当的消防队干预模型(有关示例参见参考文献[7]、[8])，否则不考虑这些干预对设定火灾的影响。
7.2.10 火灾衰减
    当房间内大部分可燃物耗尽，或火灾不能蔓延到相邻物体时，燃烧速率由于炭化层的形成会逐渐减小。衰减的开始时刻没有明确的定义，且其精确预测尚待进一步研究。
    在缺乏有效资料时，可认为80%的可燃物耗尽时，设定火灾的热释放速率开始衰减。可以认为衰减速率在一段时间内呈线性减小，热释放速率在衰减期内的积分应等于可燃物中20%的剩余能量。