如何确定烟气层界面？

火灾实验中，虽然烟气往往在建筑上部聚集形成烟气层，但是上部烟气层与下部空气层之间的界面并不是一个清晰的平面，而是存在着一个过渡层，如图3.7所示。在这个过渡层中，烟气的浓度、温度比顶棚附近的烟气要低，但是比前锋下部的空气要高。在处理实验数据的过程中，采用双区概念描述室内烟气运动规律的一个重要前提条件是，通过分析实验数据找出烟气层界面的位置。火灾实验结果往往以温度数据为主，利用温度数据确定烟气层界面位置一般有四种方法：温度持续上升法、临界温度法、N-百分比法和均一度法。在本实验中主要采用N-百分比法。

图3.7　火灾中室内气体分层示意图(www.xing528.com)

N-百分比法的基本原则为：如果某点相对于室内初始温度的温升超过该点所在竖直方向上最大温升的N％，便认为该点处于烟气层中，其判断方法如图3.8所示。这种方法得到的烟气层界面位置与N的取值有关，N越大，烟气层界面位置越高，反之则越低。对于竖直方向温度梯度很大的温度分布，N取不同的值对结果烟气层界面位置的影响较小；对于竖直方向温度梯度不大的温度分布，N取不同的值对结果烟气层界面位置的影响较大。在大空间火灾实验中，如果火源功率不是很大，烟气的温度不高，使用较小的N，最大温升的N％也将很小，甚至低于温度采集系统的精度。例如，某时刻某竖直方向上烟气最大温升为10℃，如果取N=10，则临界温升仅为1℃，而热电偶和热电偶温度采集系统的测量误差为±0.5℃，这样得到的结果显然是不合理的。因此，在本书涉及的实体中庭式建筑的火灾实验中，在采用N-百分比法判断烟气层位置的时候，取N为30。

图3.8　N-百分比法判断烟气层界面