南京11座ieveo汽車火災(zāi)燃燒實(shí)體試驗(yàn)

南京11座ieveo汽車火災(zāi)燃燒實(shí)體試驗(yàn)

一、汽車市場(chǎng)的發(fā)展隨著時(shí)間的推移和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，汽車已成為人們生活中不可或缺的交通工具。特別是“十一五”期間,國(guó)家鼓勵(lì)汽車走入普通家庭,我國(guó)汽車工業(yè)呈井噴式發(fā)展。截止2010年10月,我國(guó)汽車保有量接近2億輛。汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給人民生活帶來(lái)方便和快捷的同時(shí),也給人們帶來(lái)災(zāi)難。如2006年3月1日,一輛由四川遂寧開(kāi)往廣東順德的39座科威大客車在廣西南梧高速公路上發(fā)生特大火災(zāi),造成16人死亡,2人重傷的慘劇,2007年10月2日,重慶綦江發(fā)生縱火汽車火災(zāi),造成了27人死亡,11人受傷,均在社會(huì)上造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。本文通過(guò)研究全尺寸汽車的火災(zāi)蔓延過(guò)程,得出影響火災(zāi)蔓延的因素及時(shí)間分界點(diǎn),從而為火災(zāi)實(shí)際撲救工作提供一些參考。二、試驗(yàn)過(guò)程的溫度、水質(zhì)布置試驗(yàn)用車為南京產(chǎn)11座IEVEO汽車,長(zhǎng)、寬、高分別為4.4m×1.8m×2.3m。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙部分有兩處散熱格柵(頂部和前臉)。油箱前置,位置在車體左側(cè)30cm處。汽車火災(zāi)實(shí)體試驗(yàn)地點(diǎn)為室外開(kāi)闊地,地面為疏松沙土地層。采用兩部攝像機(jī)從正面及側(cè)面全程記錄火災(zāi)發(fā)展過(guò)程。車廂內(nèi)部設(shè)置27只K型熱電偶,與TMIII型多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。每5s采集一次數(shù)據(jù),以EXCEL形式輸出,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、處理、分析和記錄。熱電偶的布置位置見(jiàn)圖1。點(diǎn)火源為浸有0.2L柴油的纖維棉棒,直徑為8cm,長(zhǎng)約10cm。點(diǎn)火部位為發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)多處線路交匯處。三、現(xiàn)象分析與數(shù)據(jù)分析1、災(zāi)發(fā)展理論試驗(yàn)圖2給出了點(diǎn)火后30s-8min內(nèi)試驗(yàn)現(xiàn)象的圖片。從這些圖片中可以看出,實(shí)體汽車火災(zāi)試驗(yàn)的火焰蔓延過(guò)程可以分為三個(gè)階段,分別為:發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部著火車體外部著火車廂內(nèi)部著火,分別對(duì)應(yīng)一般火災(zāi)發(fā)展理論中火災(zāi)初起、火災(zāi)發(fā)展和猛烈燃燒三個(gè)階段。圖2點(diǎn)火后30s-8min內(nèi)試驗(yàn)現(xiàn)象第一階段:發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部著火,時(shí)間約為2min。第一階段中燃燒范圍僅限于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部和通風(fēng)開(kāi)口附近,熱煙氣的加熱作用占主導(dǎo)地位,使得火場(chǎng)周圍環(huán)境溫度升高,能見(jiàn)度降低,此時(shí)車廂內(nèi)部尚無(wú)火焰出現(xiàn),只有較少煙氣進(jìn)入車廂內(nèi)部,車廂中車門聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)完好無(wú)損,人員可以順利打開(kāi)車門,進(jìn)行逃生,為人員逃生最佳時(shí)間段。若在此時(shí),對(duì)汽車火災(zāi)進(jìn)行滅火撲救,滅火效果最佳,且造成的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失較小,基本不會(huì)造成人員傷亡。此階段屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙火災(zāi)的初起階段,影響火災(zāi)發(fā)展的因素主要有:(1)火災(zāi)荷載的影響浸油棉紗引燃電線后,形成小范圍起火中心,艙內(nèi)火災(zāi)荷載越大,可參與燃燒的物質(zhì)越多,則燃燒越猛烈,危險(xiǎn)性越大;艙內(nèi)可燃物的燃燒性能越好,則火焰蔓延速度越快。(2)試驗(yàn)結(jié)果的階段此實(shí)體試驗(yàn)中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋上表面有一散熱隔柵開(kāi)口,在燃燒過(guò)程中,成為了火焰及煙氣向艙外蔓延的直接路徑,使得火焰直接烘烤擋風(fēng)玻璃表面,此隔柵的位置決定了火焰及煙氣中心的位置,隔柵面積大小會(huì)影響煙氣逸出量的多少。第二階段:車體外部著火,時(shí)間約為3min。第二階段中火焰開(kāi)始向發(fā)動(dòng)機(jī)艙以外的位置蔓延,水平方向上引燃車體前部的可燃配件,火焰向駕駛座附近蔓延;豎直方向上,火焰向上烘烤擋風(fēng)玻璃,擋風(fēng)玻璃會(huì)在熱輻射作用下破碎,車體中最大的通風(fēng)開(kāi)口被打開(kāi),通風(fēng)因子大幅增加;發(fā)動(dòng)機(jī)艙下部出現(xiàn)可燃塑料熔滴形成的池火,引燃輪胎,此時(shí),多個(gè)部位參與起火,火場(chǎng)溫度和煙氣濃度會(huì)大幅上升。此階段的前期,即3min左右時(shí),火勢(shì)發(fā)展還比較緩慢,可以確定此次試驗(yàn)的人員安全疏散時(shí)間為3min。超過(guò)3min,火勢(shì)開(kāi)始迅速發(fā)展,煙氣濃度逐漸加大,將阻礙人員逃生。第二階段主要燃燒部位為車體外部區(qū)域。影響因素主要有:(1)火焰蔓延及風(fēng)壓室外實(shí)體試驗(yàn)的火焰和煙氣蔓延方向會(huì)受到當(dāng)?shù)仫L(fēng)向和風(fēng)速的影響,此階段初期火勢(shì)較小,火焰仍以通風(fēng)口為中心蔓延,烘烤車體左側(cè)駕駛座車門外圍,由于風(fēng)向的變化,火焰中心發(fā)生偏離,煙氣及火焰向車體右側(cè)傾斜,引燃未燃區(qū)域,且在一定范圍內(nèi),風(fēng)速越大,越有利于火焰的蔓延。(2)火焰進(jìn)入私家車的通道在此試驗(yàn)中,因擋風(fēng)玻璃破碎而出現(xiàn)的開(kāi)口是車體上最大的通風(fēng)口,同時(shí)也成為火焰進(jìn)入車廂的最直接通道。擋風(fēng)玻璃破碎時(shí)間越早,則火焰直接接觸到車廂內(nèi)可燃物的時(shí)間越早,火焰蔓延過(guò)程越快。一定程度上,可以認(rèn)為擋風(fēng)玻璃的破碎即此階段的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。(3)第三階段:缺乏燃燒時(shí)間過(guò)猛此階段開(kāi)始時(shí),地面積聚可燃塑料熔滴形成池火,引燃車體下部可燃物,池火延燃性能越好,則車體下部可燃物及輪胎等物質(zhì)著火越快,火災(zāi)發(fā)展越迅速。第三階段為車廂內(nèi)部著火過(guò)程,時(shí)間約為3min。此階段火勢(shì)發(fā)展極其迅速,從火焰進(jìn)入乘客車廂到所有可燃物參與燃燒用時(shí)僅2min(5min-7min區(qū)間),且煙氣濃度達(dá)到最大值。此時(shí)若仍有乘客滯留在車廂中,必然會(huì)被火焰灼燒或煙氣毒害致死,在此階段進(jìn)行火災(zāi)撲救,火災(zāi)撲滅后可發(fā)現(xiàn)可燃物燃燒殆盡,只剩部分殘留物及金屬構(gòu)架,此階段撲滅火災(zāi)對(duì)于保護(hù)人民生命及財(cái)產(chǎn)安全意義已經(jīng)不大。2、燃燒火焰的確定車廂內(nèi)的主要可燃物為座椅。目前,汽車中的座椅座墊制造通常采用火焰復(fù)合工藝,即通過(guò)火焰使聚氨酯泡沫表層燃燒與織物復(fù)合在一起。聚氨酯泡沫的燃點(diǎn)較低,約在90~120℃。燃燒過(guò)程中測(cè)得座椅燃燒峰值溫度約為500℃。因此,筆者選定100℃為臨界值,假設(shè)此溫度時(shí)即可引燃座椅,認(rèn)定火焰或熱煙氣已到達(dá)此處。通過(guò)比較各監(jiān)測(cè)點(diǎn)首次超過(guò)100℃的順序可基本確定煙氣及火焰在車廂內(nèi)部的蔓延路徑,具體數(shù)值見(jiàn)表1。根據(jù)表1所列出的溫度時(shí)間對(duì)應(yīng)表,可看出煙氣和火焰在車廂內(nèi)部的蔓延路徑大體上是豎向空間先于橫向空間發(fā)展,豎向空間由上部至下部發(fā)展,橫向空間上前部、后部幾乎同時(shí)燃燒,后蔓延至中部。四、試驗(yàn)結(jié)果(1)實(shí)體試驗(yàn)火災(zāi)發(fā)展過(guò)程可分為三個(gè)階段:發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部著火車體外部著火車廂內(nèi)部著火?；馂?zāi)蔓延路徑為:發(fā)動(dòng)機(jī)艙側(cè)窗及擋風(fēng)玻璃車廂座椅整車燃燒。煙氣和火焰在車廂內(nèi)部的蔓延路徑大體上是由上部至下部,前部、后部同時(shí)發(fā)展后至中部;(2)在試驗(yàn)條件下,汽車起火后前2min內(nèi)火焰未能傳入車廂內(nèi)部,僅有部分煙氣進(jìn)入,火場(chǎng)能見(jiàn)度較好,火場(chǎng)環(huán)境溫度相對(duì)較低,是人員安全疏散和撲滅火災(zāi)的最好時(shí)機(jī)。若超過(guò)3min,火勢(shì)開(kāi)始迅速發(fā)展,煙氣濃度逐漸加大,將阻礙人員的疏散和逃生?？梢源_定此次試驗(yàn)的人員安全疏散時(shí)間為3min;(3)試驗(yàn)用車發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋表面上有散熱隔柵開(kāi)口,火焰首先從頂部散熱隔柵開(kāi)始蔓延,直接烘烤擋風(fēng)玻璃,