铁路与建筑安全距离

2024-09-21

铁路与建筑安全距离（精选4篇）

1.铁路与建筑安全距离篇一

防雷规范对机房地网离建筑物的地网安全距离是有什么要

求？

国内一般要求是共网，即机房地网与建筑物地网共用一个地网，只是强电与弱电的接地引出线要间隔至少20m。下面厂家广州莱安智能化系统开发有限公司给大家详细介绍：

一、机房防雷直接连在建筑防雷的地极是否可以？机房地网离建筑物的地网安共用地网的话可以连接，但是要做到以下几点：

1、机房要做好等电位和屏蔽。

2、要连接的话接地电阻必须达到小于4欧姆。

3、布线要合理~。

4、安装合适的浪涌保护器距离是多少防雷规范要求。

二、建筑物防雷设计规范

1、《建筑物防雷设计规范》GB50057－2010的第4.3.4（二类建筑防雷）4.4.4（三类建筑防雷）都要求采用共用接地装置，所以你就用共用接地方式就行了。

2、另外机房独立地网是不现实的，就算你用了独立地网，独立地网间距用4.2.1中的公式计算，但最小不得小于3m，如要满足这个要求，我不知你如何引入房间，如何保证3m间距？只要进房间必然与建筑地网相交（都是埋地），安全距离必然不存在，肯定会有地反击存在，所以还是共地吧。

三、计算机机房防雷接地工程的要求

1、计算机机房地网组成:机房地网应沿机房建筑物散水点外设环形接地装置,同时还应利用机房建筑物基础横竖梁内二根以上主钢筋共同组成机房地网。当机房建筑物基础有地桩时,应将地桩内2 根以上主钢筋与机房地网焊接连通。

2、当机房设有防静电地板时,应在地板下围绕机房敷设闭合的环形接地线,作为地板金属支架的接地引线排,其材料为铜导线,截面积应不小于50mm2,并从接地汇集线上引出不少于二根截面积为50~75mm2的铜质接地线与引线排的南、北或东、西侧连通。

3、对于利用商品房作机房的移动通信基站,应尽量找出建筑防雷接地网或其它专用地网,并就近再设一组地网,三者相互在地下焊接连通,有困难时也可在地面上可见部分焊接成一体作为机房地网。找不到原有地网时,应因地制宜就近设一组地网作为机房工作地、保护地和铁塔防雷地。工作地及防雷地地网上的引接点相互距离不应小于5m,铁塔尚应与建筑物避雷带就近两处以上连通。

4、铁塔地网的组成:当通信铁塔位于机房旁边时,铁塔地网应延伸到塔基四脚处1.5m远的范围,网格尺寸不应大于3m×3m,其周边为封闭式,同时还要利用塔基地桩内2根以上主钢筋作为铁塔地网的垂直接地体,铁塔地网与机房地网之间应每隔3~5m相互焊接连通一次,连接点不应小于二点。当通信铁塔位于机房屋顶时,铁塔四脚应与楼顶避雷带就近不少于二处焊接连通,同时宜在机房地网四角设置辐射式接地体,以利雷电流散流。

5、变压器地网的组成:当电力变压器设置在机房内时,其地网可合用机房及铁塔地网组成的联合地网;当电力变压器设置在机房外,且距机房地网边缘30m以内时,变压器地网与机房地网或铁塔之间,应每隔3~5m相互焊接连通一次(至少有两处连通),以相互组成一个周边封闭的地网。

6、当地网的接地电阻值达不到要求时,可扩大地网面积,即在地网外围增设1圈或2圈环形接地装置。环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成,水平接地体与地网宜在同一水平面上,环形接地装置与地网之间以及环形接地装置之间应每隔3~5m相互焊接接连通一次;也可在铁塔四角设置辐射式延伸接地体,延伸接地体的长度宜限制在10~30m以内。

三、接地体

1、接地体宜采用热镀锌钢材,其规格要求如下:钢管 Φ50mm,壁厚不应小于3.5mm角钢不应小于50mm×50mm×5mm扁钢不应小于40mm×4mm2、垂直接地体长度宜为1.5~2.5m,垂直接地体间距为其自身长度为1.5~2倍。若遇到土壤电阻率不均匀的地方,下层的土壤电阻率低,可以适当加长。当垂直接地体埋设有困难时,可设多根环形水平接地体,彼此间隔为 1~1.5m,且应每隔3~5m相互焊接连通一次。

3、在沿海盐碱腐蚀性较强或大地电阻率较高难以达到接地电阻要求的地区,接地体宜采用具有耐腐、保湿性能好的非金属接地体。

4、接地体之间所有焊接点,除浇注在混凝土中的以外,均应进行防腐处理。接地装置的焊接长度:对扁钢为宽度的2倍,对圆钢为其直径为10倍。

5、接地体的上端距地面不应小于0.7m,在寒冷地区,接地体应埋设在冻土层以下。

四、接地线和接地引入线

1、防雷接地线宜短、直、载面积为35~95mm2,材料为多股铜线。

2、接地引入线长度不宜超过30m,其材料为镀锌扁钢,截面积不宜小于40mm×4mm或不小于95mm2的多股铜线。接地引入线应作防腐、绝缘处理,并不得在暖气地沟内布放,埋设时应避开污水管道和水沟,裸露在地面以上部分,应有防止机械损伤的措施。

3、接地引入线由地网中心部位就近引出与机房内接地汇集线连通,对于新建站不应小于二根。详见图所示。

五、接地汇集线

防雷接地汇集线一般设计成环形或排状,材料为铜材,截面积不应小于120mm2,也可采用相同电阻值的镀锌扁钢。

机房内的接地汇集线可安装在地槽内、墙面或走线架上,接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘。更多计算机机房防雷接地工程知识，请关注我们。

2.铁路与建筑安全距离篇二

目前,针对坐便器排水瞬时流量和排水立管的通水能力已有一些研究,张哲等[4]的研究确定了坐便器瞬间流量的测定方式和变化规律,但未对水流进入排水横支管后流量变化进行研究,同时,对于排水横支管水流输送能力的研究也较少。一般而言,影响人类排泄物输送距离的因素主要包括坐便器类型、坐便器冲水量、排水横支管敷设高度、排水横支管管径、排水横支管坡度等。坐便器类型与坐便器生产制造关系很大,不同质量和类型坐便器冲洗能力不同。张磊[2]、冯旭东等[5]研究了上述某些因素对坐便器输送距离的影响,但主要集中在坐便器类型和水量两个方面,对排水横管布置的相关因素研究较少,没有深入探讨污物在排水横支管中的运动形式。本研究探讨了6L虹吸式坐便器下排水横支管的管径与坡度变化对模拟人类污染物输送距离的影响,并根据结果推测污物在排水横支管中的运动方式,为排水横支管的优化布置提供指导。

1 装置与方法

1.1 试验管道系统

试验在国家住宅与居住环境工程中心-万科建研中心高层建筑设备系统研发基地的超高层等比例实验塔底层进行(见图1)。试验装置严格按照《卫生陶瓷》GB6952—2005[6]中有关输送能力测定的规定搭建,其中高度通过可升降式铸铁支架调节,排水管道输送能力测试系统如图2所示。

研究采用6 L虹吸喷射出流式坐便器,每次试验前用电子秤标定坐便器排水量,误差不超过±5%。管道系统采用不同管径(DN100,DN150)的透明PVC排水管道搭建,每根管道采用棉线校直,搭建完成后采用水平尺校平。升降支架以及管道距离标定均使用钢制卷尺。管道搭建校准完成后用钢制管箍固定于支架上(见图3)。

排水横管的敷设坡度通过调节金属支架的高度实现,试验中分别采用0.000,0.005,0.010,0.015,0.017,0.020和]0.023七种坡度。

1.2 模拟排泄物

1.2.1 实心小球

实心小球符合美国ASME-A112.19.2-2008[7]规范要求,材质为尼龙,重量为(2.98±0.1) g/个,直径19mm,密度(833±16) kg/m3。每次试验按照规范规定使用100个此类小球(见图4a)。

1.2.2 胶棉与肠衣

胶棉尺寸为25mm×80mm,材质为PVC,相对密度约为1.05 (见图4b)。人造肠衣模拟物按照《卫生陶瓷》有关规定制作,具体为肠衣内充37mL水,用棉线扎紧并套入10mm×1.8mm的○形圈。肠衣外包医用纱布一层,整体肠衣密度略大于水(见图4c)。

1.2.3 卫生纸团

许多居民都有将卫生纸投入管道中的习惯,因此也需要考虑卫生纸输送距离。将3层每段138mm×104mm的1m长的卫生纸揉搓成团,每团卫生纸团干燥时直径为40～50mm,吸水后直径为45～55mm (见图4d)。

1.3 试验方法

按照《卫生陶瓷》规定,本研究测试平均用水量为6L,给水压力为0.14 MPa。每)次测定前需标定坐便器排水量,待坐便器补水完成后,将100个小球或2条胶棉+4团卫生纸团或4个肠衣+2团卫生纸团投入坐便器滞水区。待模拟污染物在坐便器滞水区完全静止后,马上进行冲洗,用直尺记录输送距离,如果模拟排泄物排出管道外,则用秒表记录所用时间。这里输送距离是指排水完全结束后,模拟污染物在管道中完全静止的条件下,距离坐便器排出口最近一个模拟污染物与坐便器排出口中心的距离。横支管输送距离试验每组至少重复5次,用SPSS 15.0进行数据处理。

2 结果与讨论

2.1 尼龙小球输送能力

这类测试物密度较为接近破碎过的人类排泄物,真实的人类排泄物在坐便器内部的排水通道中很容易断裂破碎,碎片的形状、密度与尼龙小球比较接近。研究发现对于6L虹吸式坐便器,不论是排水横支管管径DN100或DN150,只要坡度大于0.005均可将100个小球排出18 m的管道,但小球的运动速度随坡度变化和管径变化不同,小球运动时间如图5所示。

由小球冲出管道所需的运动时间可以发现:①最慢一个小球随水流流出管道的运动时间随坡度增大急剧下降,但在坡度大于0.015之后变化不大;②最快一个小球随水流流出管道的时间随坡度变化比较平缓,0.005与0.023坡度下运动时间相差近10s;③小球运动时间差随坡度变化逐渐变小,且在坡度大于0.015后趋于稳定,二者仅差10s左右;4最快一个小球冲出管道所需时间随管径基本没有变化,而最慢一个小球冲出管道所需的时间DN150管道较DN100管道平均短3s左右,差别并不明显。

由于小球密度较低,在管道中基本漂浮于水面上随水流运动。小球的绕流阻力较小,其运动速度与水流较为接近。另外,根据经典的坐便器排水瞬时q-t曲线可以判断(见图6),水流自坐便器排出后会形成一定长度的水流段在管道中运动直至排出管外。因此:①最快一个小球基本位于排水流量的Ⅰ区,而最慢一个小球基本位于排水流量的Ⅲ区,大部分小球位于Ⅱ区,坡度在0.015以下时,整个水流段在管道中的距离较长,充满度也较低,水深较低;而坡度大于0.015之后,水流段的长度趋于稳定,充满度也较高,水深随之提高。②不论是前端或是末端的水流流速似乎都存在一个极限,水流段的长度也相应存在一个极限,即坡度提升到0.015以上后再提升坡度对水流流速的作用不大,这也意味着水流可能在经过管道摩擦作用后在管道的中后段匀速运动。

2.2 胶棉卫生纸的输送距离

在虹吸式坐便器中同时投入4团卫生纸和2条胶棉,冲洗后可以发现:①胶棉及卫生纸输送距离随管道坡度的增加呈指数型增加,符合y=Aetx+C指数函数关系,拟合曲线如图7所示;②对于不同管径的管道,不论是卫生纸还是胶棉,DN100的管道输送能力比DN150管道大。不同管径输送距离差距随坡度的增大呈现先增大后减小的趋势,在坡度较小以及较大时,DN150管道和DN100管道的输送能力基本没有区别;③卫生纸是管道输送的不利因素,在DN100的情况下,卫生纸输送距离与胶棉输送距离基本一致,仅仅相差0.1～0.3m左右,而在DN150的情况下,这个距离增大到0.5～1m左右(见图7)。

卫生纸和胶棉的输送距离研究:①增大坡度对提升输送距离作用明显,这可能是由于增大坡度会使水流段距离减小,水深增加;②管径方面,DN150管道的输送能力明显不如DN100管道的输送能力。由2.1节结论可知,管道中水流流速与管径的关系不大,管径增大会使水流充满度减小,推进阻力增大,对输送不利;③对于卫生纸团来说,其密度较轻,在坐便器冲出时一般处于滞水区水面以上,冲出时间较晚且与水流间的滑移摩擦较大,易于接触管底停止运动。

2.3 肠衣卫生纸的输送能力

在虹吸式坐便器中同时投入2团卫生纸和4条肠衣,冲洗后可以发现:1肠衣卫生纸输送能力随坡度的变化与胶棉规律类似,但值得注意的是,同样坡度下肠衣的输送距离较远且随坡度的增长较平缓;②不论何种坡度、管径条件下,卫生纸输送距离区别不大,相差一般不超过1 m,最大不超过2 m;③肠衣试验同样表明较大的排水管管径对模拟排泄物的输送不利,且卫生纸是输送较近的模拟物,DN150的条件下,卫生纸团与肠衣输送能力相差可达3 m以上(见图8)。

上述现象表明:1肠衣表面光滑,与排水管底的摩擦系数较低,运动包含冲击作用、悬浮推进和滑动先后三个方面,在水流较浅时仍能沿管道滑动一段距离,输送距离较远。笔者认为人类排泄物在含水量较低时表面特性与肠衣模拟物较接近,反之与胶棉较接近;②卫生纸团的输送性能差异不大,说明卫生纸团与模拟排泄物所占比例影响不大,卫生纸团输送距离取决于管道性质和自身特性,且是污物滞留排水横支管的不利因素。

总体而言,人类排泄物及卫生纸输送距离随排水管坡度的增加而增加,随排水管径的增加而减小。按照目前现行的《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009版)[8],对不同管径塑料管的最小设计坡度和最大设计充满度做出了规定,并规定大便器排水管最小管径不得小于100mm。为了控制管道中的气压平衡,防止水面过高造成气压的极端变化破坏水封,现行规范确定了最大设计充满度以及大便器排水管的最小管径,但较少地考虑了横支管的不同布置方式对污物输送性能的影响。随着节水型坐便器的推广,坐便器的排水流量日趋减少,排水瞬间对气压的作用也相应减少,反而会带来污物输送能力不足的问题。另外,特殊住宅越来越多出现,某些住宅要求排水横支管长度较长,更容易产生滞留问题。因此,本文建议《建筑给水排水设计规范》可根据器具排水量大小规定不同排水量条件下排水横支管中的最小与最大充满度;对于坐便器的排水横支管管径的要求可适当减小,对于排水流量较小的坐便器允许使用DN90甚至更小的排水管以保证污物输送通畅;对于不同长度的排水横支管规定最小设计坡度,排水横支管较短时可适当降低最小设计坡度,反之需提高最小设计坡度。

3 结语

1)增加排水管道坡度可明显提升水流流速,但在坡度大于一定程度时作用不明显;排水管管径增大基本不影响水流流速,大管径水流充满度低。

2)排水横支管的坡度对其输送能力影响很大,污物输送距离随排水横支管坡度的增大呈指数型增加。肠衣模拟物的输送距离较胶棉远,在坡度0.023时已冲出管道外,两种模拟物代表了不同表面特性的人类排泄物。

3)排水管管径的增大不利于污物的输送。排水管径越大水流的充满度越低,水深越浅,污物更容易与管底接触摩擦停止运动。

4)卫生纸团的输送距离较低,更容易滞留在排水横支管中,是排水输送的不利因素。

参考文献

[1] Billington N S,Roberts B M.Building services engineering,a review of its development[M].Pergamon Press,1982.

[2]张磊.管道布置方法对节水型坐便器输送性能影响的试验研究[J]..给水排水,2008.34(9):81-85.

[3]Cheng c L,Yen c J,Lu W H,et al.An empirical approach to determine peak air pressure within the 2-pipe vertical drainage stack[J].Joumal of the Chinese Institute ofEngineers,2008,31(2):199-213.

[4]张哲,张磊,席鹏鸽,等.器具排水瞬间流量的测量装置研究[J].给水排水,2013,39(9):78-81.

[5]冯旭东,王珏,温武.坐便器不同冲水量下污物输送距离的研究[C]//第六届委员会成立大会暨学术交流年会论文集,2009:69-71.

[6]咸阳陶瓷研究设计院,中国建筑装饰协会建筑五金委员会.GB6592--2005,卫生陶瓷[S].北京:中国标准出版社,2005.

[7]ASME-A112.19.2—2008 Ceramic plumbing ftxtures[S].2008.

3.“零距离”接触中国铁路发展成就篇三

中国国际现代化铁路技术装备展览会，自1992年以来已经成功举办了七届，成为世界了解中国铁路、中国铁路走向世界的重要窗口和平台。此次展览会是我国铁路有史以来规模最大、科技含量最高、参展企业、厂商最多的一次，吸引了来自国内外众多品牌公司和设计施工企业、科研院所前来参展。中国铁路正在发生历史性的巨变

铁道部新闻发言人王勇平表示：“中国铁路的面貌已经和正在发生着历史性的深刻巨变。紧紧抓住我国铁路建设的黄金机遇期，坚持走原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新相结合的自主创新之路，大力推进和谐铁路建设，到‘十一五’末，我国铁路对经济社会发展的‘瓶颈’制约必将得到明显缓解，而且必将站在世界铁路技术创新与进步的前列。”

特色展区全面展示中国铁路成就

此次展览分为中国铁路技术创新成就、铁路技术装备现代化、第六次大面积提速、大秦铁路重载运输、青藏铁路、铁路客运专线建设、未来展望等七个专题展区，集中展示了党的十六大以来，我国铁路部门坚持走中国特色自主创新之路，加快推进铁路现代化的生动实践。累累硕果，令人目不暇接。

时速200公里及以上国产化动车组和大功率机车，是近年来铁路技术创新的一大亮点。在按照1：20比例制作的“和谐号”动车组模型前，吸引了无数参观者驻足。据现场工作人员介绍，这组模拟系统的每一个部件及其操作的感觉都与动车驾驶室完全一致，参观者可通过对该设备的操作体验火车行驶到时速300公里的感觉。

而CRH1、CRH2、CRH5型动车组的设计是中国铁路消化吸收再创新的成果，设计者充分考虑了我国不同地区的气候特点和客流特点，分别适合在我国南方地区使用、开行城际公交化列车，在我国北方寒冷地区使用。

达到世界先进水平的国产化电力机车转向架和牵引电机，适用于高速列车、双层集装箱列车共线运行的时速250公里国产化牵引供电系统的受电弓，自主研发的时速200公里及以上列车控制系统，现代化的调度指挥系统不仅加快了铁路装备现代化的进程，也促进了我国装备制造业的发展，提升了民族工业水平。

触摸发展中的中国铁路

第六次大面积提速专题展区，充分向人们说明铁路第六次大面积提速是在既有线上实施的时速200～250公里速度级的提速，标志着我国铁路既有线提速技术已经跻身世界先进行列。同时，这次大面积提速后，我国铁路提速干线既开行时速200～250公里的动车组列车，又开行5000～6000吨的重载货物列车，还要开行双层集装箱列车，这种速度、密度、重量并举的既有线运输组织方式，在世界上是绝无仅有的。第六次大面积提速实施近五个月来，铁路客货运量实现了大幅度增长，提速安全保持了持续稳定。

大秦铁路重载运输，是这次展览会的又一大亮点。近年来铁路部门通过技术改造和挖潜提效，大秦铁路年运量2006年已经突破2.5亿吨，今年将达到3亿吨，成为世界上年运量最高的重载铁路时。

在青藏铁路大型沙盘前，聚集着众多参观者听讲解员讲解青藏铁路通车一年多来的运营情况，以及西宁至格尔木增建二线的情况，更有甚者还向讲解员打听怎么乘火车到西藏旅游。

4.铁路与建筑安全距离篇四

随着我国经济的快速发展,化工、农药等多个领域对黄磷需求量激剧增加,许多城市相继建设了大型黄磷仓库或储罐区,成为城市的潜在危险源。由于黄磷的危险性而造成黄磷储罐区火灾事故时有发生,借鉴关于储罐与周边建(构)筑物的防火间距问题,现有的消防设计主要对甲、乙、丙类液体、气体储罐(区)与可燃材料堆场进行了规定,而对黄磷储罐区的防火间距研究没有涉及。参考建筑防火隔离带的设计理念,学者提出了可燃液体储罐临界安全距离的概念。黄磷储罐发生火灾时,通过控制可燃物与黄磷储罐之间的距离以阻止火灾蔓延。基于这一理念,利用火灾动力学的理论知识,提出了针对火灾蔓延的黄磷储罐火灾临界安全距离。

2 池火灾状态下黄磷储罐火灾临界安全距离的研究

2.1 黄磷储罐火灾临界安全距离设计理念

可燃物着火后,随着火势的发展,不断放出大量的热,并伴有火焰。在一定的条件下,这些热量和火焰通过一定方式传播到相邻可燃物,当满足其燃烧条件时,就会引起相邻可燃物的燃烧,从而表现为火灾从某一部位蔓延到其它部位。在不考虑自然风对火灾蔓延的影响时,火灾蔓延的方式主要有“热传导”、“热对流”和“热辐射”等[1]。对于黄磷储罐区火灾主要通过热辐射的方式蔓延。因此,减少黄磷储罐火灾对可燃物的热辐射是防止黄磷储罐火灾蔓延的关键。

根据火灾传热学的理论知识,可燃物接受到的热辐射通量与火源距可燃物的距离成反比。因此,可以通过控制可燃物与火源的距离以降低热辐射通量,防止黄磷储罐火灾蔓延,得出阻止火灾蔓延的最小距离即为临界安全距离。

2.2 黄磷储罐火灾临界安全距离计算方法

池火灾是指可燃液体储罐内起火或储罐泄漏后可燃液体散流在地面、水面上所形成的液面池遇火源发生的火灾现象,主要有罐内池火灾、防火堤内池火灾两种[2]。黄磷储罐区四周设有防护堤,并且防护堤中存有水。如果储罐发生泄漏,泄漏的黄磷流入防护堤内,会被水浸没,与空气隔绝不会发生自燃,因此不考虑黄磷发生泄漏、流入防护堤发生火灾的情况。黄磷的熔点为44.1℃,自燃点为30℃,受热变成液体,当黄磷储罐中的黄磷着火时,完成液面上的传播过程进入稳定燃烧的状态之后,黄磷的稳定燃烧一般呈水平平面的“池状”燃烧形式,可以采用池火模型来研究黄磷储罐火灾的火灾动力学现象。根据最不利原则,考虑燃烧面积为储罐的最大水平截面积。

2.2.1 火焰燃烧速度

对于油池火,火源的燃烧速度公式[3]

$m^{″} = \frac{1 \times 10^{- 3} Η_{c}}{C_{p} (Τ_{b} - Τ_{0}) + Η}$ (1)

式中:m″——单位表面积燃烧速度,kg/(m2·s);

Hc——液体燃烧热,kJ/kg;

Cp——液体的定压比热,kJ/(kg·K);

Tb——液体的沸点,K;

To——环境温度,K;

H——液体的气化热,kJ/kg。

2.2.2 火源热释放速率

火源的热释放速率Q:

Q=Hc·m″·S (2)

式中:m″——单位表面积燃烧速度,kg/(m2·s);

Hc——液体燃烧热,kJ/kg;

S——燃烧表面积,m2。

2.2.3 火焰对目标可燃物的直接热辐射

火源生成的火焰锋面在几何形状上呈不规则状,很难使用经典的辐射换热计算公式确定其辐射通量大小。在消防安全工程领域通常将火源假设成一个具有辐射发射性的几何点,称为点火源[4],如图1所示。这种假设可以大大简化火源辐射的计算模型,且计算精确度较高,已被广大的学者所接受。点源模型假设辐射能量是从火源中心位置释放出来的。辐射通量随着与火源的水平间距增大而减少,美国消防协会(NFPA)出版的NFPA92B中给出了可燃物接受得到的火焰热辐射与火源的热释放速率的关系[5]: $q_{f} = \frac{Q}{12 π R^{2}}$ (3)

式中:R——火源与目标可燃物之间的距离,即临界安全距离,m。

2.2.4 临界辐射通量安全判据

当可燃物接受得到的总辐射通量达到引燃可燃物表面的最小辐射通量时,物体即被引燃,最小辐射通量也称为临界辐射通量。

NFPA对不同材料的临界辐射通量进行了实验研究,结果如表1所示。

同时,美国SPFE手册中规定,引燃可燃物的最小辐射热流为10 kW/m2[6,7]。这一辐射通量标准通常被认为引燃纸张、薄片木板等可燃物所需要的最小值。

2.2.5 临界安全距离理论计算

根据公式(1)以及公式(2),得出液体储罐火灾的热释放速率:

$Q = \frac{Η_{c} \cdot S \cdot (1 \times 10^{- 3} Η_{c})}{C_{p} (Τ_{b} - Τ_{0}) + Η}$ (4)

根据公式(3)以及公式(4),得出液体储罐发生火灾时的临界安全距离:

$R = \sqrt{\frac{Q}{12 π q_{f}}} = \sqrt{\frac{Η_{c} \cdot S \cdot (1 \times 10^{- 3} Η_{c})}{(C_{p} (Τ_{b} - Τ_{0}) + Η) . 12 π q_{f}}}$ (5)

2.3 黄磷储罐火灾临界安全距离的数值模拟分析

2.3.1 场模拟的理论

场模型是指利用计算机求解火灾过程中各参数(如速度、温度、组份浓度)的空间分布及其随时间的变化,是一种物理模型。场是多种状态参数的空间分布,是通过计算这些状态参数的空间分布随时间的变化来描述火灾发展过程的数学方程集合。随着计算流体力学技术不断成熟以及计算机性能的提升,场模型越来越广泛得应用到火灾研究领域[8]。

2.3.2 数值模拟解决临界安全距离问题

根据场模拟理论,借助于场模拟软件,模拟距离火源一定距离的可燃物所接受到的热辐射通量,模拟结果与临界辐射通量安全判据进行对比,以此判定该处可燃物是否被引燃,进而判断临界安全距离。

3 案例分析

某黄磷储罐区有60 m3卧式储罐一个,储罐四周有防护堤围护,储罐的最大水平截面积为28.4 m2。储罐罐区北侧9 m处有一楼房,如图 2所示。楼房为砖混结构,当黄磷储罐罐内发生火灾(不考虑爆炸)时,北侧楼房是否会被引燃成为该储罐消防审核上需要论证的问题。假设初始条件环境温度设为300 K(当地平均最高温度),黄磷的相关参数:Hc=2497 kJ/kg[9],Cp=212.31 J/(kg﹒K)[10],Tb=553 K[11],H=401.5 kJ/kg[11]。

3.1 理论计算

根据公式(4),黄磷储罐发生火灾时的热释放速率:

$Q = \frac{Η_{c} \cdot S \cdot (1 \times 10^{- 3} Η_{c})}{C_{p} (Τ_{b} - Τ_{0}) + Η}$ =3.9×10kW

根据公式(5),当临界辐射通量取为10 kW/m2时,黄磷储罐发生火灾时的临界安全距离:

楼房与黄磷储罐的实际距离为9.0 m,小于10.2 m的临界安全距离,因此,认为不做任何防火保护的砖混结构的楼房不能满足消防安全要求。

3.2 数值模拟

采用场模拟软件FDS进行黄磷储罐火灾的数值模拟,初始条件环境温度设为27 ℃、与理论计算一致,将火源热释放速率设为39.0 MW进行数值模拟。

图3所示的是楼房处热辐射通量切片图,可以看出楼房处接受到的热辐射通量最大值为12 kW/m2,大于10 kW/m2的辐射通量判据。同样认为不做任何防火保护的砖混结构的楼房不能满足消防安全要求。

3.3 理论计算与数值模拟对比分析

黄磷储罐火灾理论计算的临界安全距离},楼房实际距离黄磷储罐的距离为9.0 m,小于10.2 m的临界安全距离,判定楼房处于不安全状态。数值模拟获得楼房处接受到的热辐射通量最大值为12 kW/m2,大于10 kW/m2的辐射通量判据,同样判定楼房处于不安全状态。综上可以判定,当黄磷储罐发生火灾时,储罐罐区北侧9 m处的楼房所接受到的热辐射通量大于10 kW/m2的临界值,不做任何防护处理的楼房不能满足消防安全要求,需要拆迁或者做相应的防火处理以达到相应的安全水平。

4 结论

(1) 根据黄磷的燃烧特性,可以将黄磷储罐火灾简化为罐内池火模型来研究黄磷储罐与周围建(构)筑物的临界安全距离。根据火焰热辐射与火源的热释放速率的关系确定可燃物所接收到的热辐射通量,该热辐射通量对比临界辐射通量,确定临界安全距离。

(2) 在实际工程应用中,应根据储罐布局、储存液体的物化性质,理论计算或数值模拟确定临界安全距离,两种方法得到的临界安全距离基本一致。储罐临界安全距离内严禁布置任何可燃物。

摘要：基于建筑防火隔离带的设计理念,研究了黄磷储罐临界安全距离的计算方法,将黄磷储罐火灾简化为罐内池火模型,通过理论计算和数值模拟黄磷储罐火灾周边热辐射分布,根据目标可燃物接受到的临界辐射通量是否大于或等于10 kW/m2来确定临界安全距离。研究表明:临界安全距离可通过火焰对目标可燃物接受到的临界辐射通量求得,且理论计算和数值模拟计算获得的临界安全距离基本一致。对于黄磷储罐火灾的防治具有一定的参考价值。

关键词：黄磷,储罐,火灾,防火间距,数值模拟

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