1、能源是制約社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素，我國是能源消費大國（總量排全球第二），唯有節(jié)能減排才能保證經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。建筑節(jié)能是“節(jié)能減排”中重要一環(huán)，使用外墻有機保溫材料可有效實現(xiàn)建筑節(jié)能。然而有機保溫材料很容易引燃并蔓延，造成極高的建筑火災(zāi)隱患。水噴淋是抑制和熄滅建筑保溫材料火最有效的技術(shù)手段之一，探索水噴淋對豎直外壁面典型保溫材料火抑制機理對設(shè)計、建立、優(yōu)化高效的水噴淋滅火系統(tǒng)具有重要意義。
　　本文采用實驗研究與理論分析相

2、結(jié)合的方法，以典型熱固性保溫材料—硬質(zhì)聚氨酯材料為例，研究不同引燃位置下其燃燒火蔓延特性以及水噴淋對豎直硬質(zhì)聚氨酯材料燃燒的抑制規(guī)律，深入分析了熱解前鋒坡度對豎直逆流火蔓延影響以及噴淋流率、噴淋壓力、噴淋角度、外加輻射強度對水噴淋抑制豎直硬質(zhì)聚氨酯材料火的影響。
　　開展了不同引燃位置下豎直硬質(zhì)聚氨酯材料火蔓延特性實驗，研究發(fā)現(xiàn)火源位置位于樣品材料頂部時，第一階段側(cè)向火蔓延速度維持在0.27cm/s左右，第二階段側(cè)向火蔓延速度隨著

3、熱解前鋒坡度的增大而減小，且均比第一階段側(cè)向火蔓延速度慢。點火源位置位于材料上方中間、上方右邊和上方全部時的豎直向下火蔓延速度隨著熱解前鋒坡度的增大而增大。此外，進行了熱解前鋒坡度對豎直硬質(zhì)聚氨酯材料第二階段逆流火蔓延影響的數(shù)值模擬，得出豎直向下火蔓延速度Vf，v～1/cosα，側(cè)向火蔓延速度Vf，h～1/sinα。計算表明不同熱解前鋒坡度的豎直向下和側(cè)向火蔓延速度的模擬值與實驗值較接近。當(dāng)火源位置位于材料底部時，分別對下方中間、下方右

4、邊和下方全部三種工況的火焰高度、熱解前鋒高度進行指數(shù)擬合，得到擬合指數(shù)排序為:下方全部＞下方右邊＞下方中間。相比之下，引燃位置處于材料下方全部時，危險程度較高。另外，對這六種引燃位置下產(chǎn)生的熱流強度及有害氣體濃度進行測量。
　　開展了無外加輻射下水噴淋對豎直硬質(zhì)聚氨酯材料火抑制實驗，分別研究揭示了噴淋流率、噴淋壓力及噴淋角度對其的影響規(guī)律。
　　噴淋流率對硬質(zhì)聚氨酯材料火抑制實驗研究表明:噴嘴位置與硬質(zhì)聚氨酯材料的距離小于1

5、30cm(0.1365 gm-2s-1)時，攜帶風(fēng)作用比水噴淋抑火作用強，因而水噴淋流率增大，滅火效果不明顯。而噴嘴位置與硬質(zhì)聚氨酯材料的距離大于130cm時，攜帶風(fēng)作用明顯減弱，水噴淋抑火作用顯著。本實驗條件下，噴淋流率為0.04583 gm-2s-1時，水噴淋抑制豎直硬質(zhì)聚氨酯材料火效果最佳。
　　噴淋壓力對硬質(zhì)聚氨酯/軟聚氨酯材料火的抑制影響實驗研究表明:噴淋施加后，平均火焰高度、一氧化碳和氰化氫濃度峰值迅速降低。無論噴淋壓

6、力如何，硬質(zhì)聚氨酯材料產(chǎn)生的一氧化碳濃度峰值比軟聚氨酯燃燒產(chǎn)生的一氧化碳濃度峰值高。無論是軟聚氨酯材料火還是硬質(zhì)聚氨酯材料火，施加噴淋壓力越高，平均火焰高度越低，持續(xù)時間越短，F(xiàn)ij越小，F(xiàn)ij越大，滅火時間越短，但噴淋壓力從0.3MPa到0.4MPa的滅火時間變化不大。當(dāng)噴淋壓力大于0.3 MPa時，視角系數(shù)Fij和Fij可分別認為是一個常數(shù)。本實驗中可認為0.3MPa是最優(yōu)噴淋壓力。此外，采用流體力學(xué)、傳熱學(xué)對實驗中涉及到的噴淋滅火

7、進行分析，得到液滴駐留時間完全小于液滴加熱到蒸發(fā)溫度的時間和完全蒸發(fā)時間之和。因此，材料表面冷卻在水噴淋抑制軟聚氨酯和硬質(zhì)聚氨酯材料燃燒中占主導(dǎo)地位。
　　噴淋角度、噴淋壓力對豎直硬質(zhì)聚氨酯材料火的抑制實驗研究表明:施加噴淋后所測一氧化碳濃度峰值迅速下降，且噴淋角度為30度時比噴淋角度為0度時下降更快。此外，噴淋角度為0度時，煙氣濃度特征值M或Y、滅火時間等均比噴淋角度為30度時大?？偟膩碚f，噴淋角度為30度時比噴淋角度為0度時滅

8、火效果好。
　　開展了外加輻射下水噴淋對硬質(zhì)聚氨酯材料火抑制作用實驗，研究表明，無論水噴淋施加與否，硬質(zhì)聚氨酯材料燃燒速率與外加輻射呈線性關(guān)系，即:m"～q"e/Lv;當(dāng)對外加輻射下的硬質(zhì)聚氨酯材料火施加水噴淋時，到達燃燒的硬質(zhì)聚氨酯材料表面的液滴處于部分蒸發(fā)狀態(tài)。另外，對不同噴淋流率下的材料臨界燃燒速率進行了數(shù)值模擬，并分別研究了水噴淋對硬質(zhì)聚氨酯材料火的控制效果R1、水噴淋有效施加率R2和單位可燃質(zhì)量所需水量R3與外加輻射強度