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第 21卷 第 3期 2 0 1 2 年 O7 月 火 F I R E S A F E T Y S C I E N C E 灾 科 学 V 01 ． 2l ， N o． 3 J u1．2 0 1 2 文章编号 ： 1004— 5309( 2012) 一 0123— 08 DOI ： 10． 3969／ j． issn． 1004— 5309． 2012． 03． 03 龙柏树 冠火对 其相邻建筑 的辐射 特性研 究 贾敬 蕊 ， 朱霁平 ， 张林鹤 ， 王云龙 ， 周建军 ( 中国科学技术大学火灾科学 国家重点实验室 ， 安徽 合肥 ， 230026) 摘要 ： 我 国城 市绿化覆盖 率快速增 长 ， 带来 了植被 与建筑 混合 区域的 火灾隐 患。以常见城 市绿化树种 龙柏 为研 究 对 象， 开展 了单树树冠 火对其相邻 建筑的热辐射规律 实验研 究， 测量 了不 同间距情 况下建 筑物一层和 二层 窗户位 置的辐射 热流 密度 ， 并在 圆柱 火焰模型 的基础上 ， 将 圆柱 火焰分 为下层 的稳 定火焰 区和上层 的 间歇 火焰 区， 提 出了 分层 圆柱 火焰模 型。结果表 明 ， 分层 圆柱 火焰模 型可以准确描 述树冠火辐射热流 密度 最大值随 高度 和距 离的增加 而递减的变化趋势。单一圆柱火焰模型理论的结果表明竖直方向上热流密度随高度变化不大， 未能准确描述辐射 热流 密度 竖向变化规律 ； 分层 圆柱 火焰模型计 算的辐 射热 流密度 比单一 圆柱 火焰模 型更符 合 实验 结果 ， 能更好地 预 测 安 全 距 离 。 关键 词 ： 树 冠火 ； 单一 圆柱 火焰模 型； 分层 圆柱 火焰模型 ； 辐射热流 密度 中图分类号 ： $762． 2 ； X 928． 7 ； X 932 文献标识码 ：A U 引 吾 随着我国城市化进程 的不断加快 ， 城市绿化建 设事业迅速发展 。至 2011 年 ， 全国城市建成 区绿化 覆盖面积 已达 161． 25 万公顷 ， 覆盖率和绿地率分别 达到 38． 62 和 34． 47 [1 ] 。城市绿化 的快速发展 ， 带来了植被与建筑混合 区域 的火灾隐患 。如图 1 所 示 ， 由于城市用地紧张 ， 为了在有 限的空间提高绿化 率 ， 绿化植物往往与建筑非常贴近。前人对林火研 究 主要集 中在林 火蔓延E 。 ] 、 林火行 为预测[4 ] ， 而 对这种城市绿 化与建筑交界 域火灾研究 较少。因 而 ， 研究绿化植物的燃烧特征及其对相邻建筑物 的 影 响有 十分 重要 的意义 。 在非直接热传导且空间距离不大的情况下， 我们 主要关注树冠火对建筑的热辐射的影响。目前， 对树 木燃烧辐射特性的研究主要集 中在森林 与城市交界 域火灾 ， 较为成熟的树冠火热辐射理论有两种 ： 一是 Cohen[ ]发展了基于矩形火焰面结构的建筑引燃评 估模型， 并 对 大量树 木燃 烧能否 引燃 一定距 离外 ( 10m、 20m、 30m) 的木 墙做 了实验 研 究 。C o hen 模 型 主要是针对森林城市交界域 ， 考虑植被与建筑之问的 距离较远， 是基于大尺度实验得出的结论， 因此不适 用于城 市 绿 化 区域。二 是美 国 NIST 的 David 等 人l8州发展了无风条件下树冠火的直 圆柱模型， 并进 行了单树火蔓延数值模拟， 应用于单棵树的燃烧。在 此模型基础上， 翁韬等人[1 “]提出了单树斜圆柱热辐 射几何模型， 并发展了多树热辐射的简化模型。上述 模型都把火焰面简化为单一的圆柱 ， 并采用火焰面平 均温度来计算辐射热流密度， 导致理论计算峰值与实 验测量值约有 2O 以上的误差 ， 相差较大。 收稿 日期 ： 2o12— 05— 02 ； 修 改 日期 ： 20 12— 06— 18 基金项 目： 国家 自然科 学基 金面 上项 目资 助 ( 30972380) ； 国家 自然科 学 基金重 大 国际 ( 地 区) 合 作研 究项 目资 助 ( 51120165001) ； 中央高校基本科研业务费专项资金资 助(WK 2320000010) 作者简介 ： 贾敬蕊 (1985一 ) ， 女 ， 河北人 ， 现为中国科学技术大学火灾科学 国家重点实验 室硕 士研究生 。主要从事森 林火灾方 向 的研究 。 通讯作者 ： 朱霁平 ， 高级工 程师．E mail： jpzhu@ ustc． edu． cn 万方数据