厄瓜多爾利托爾理工學(xué)院Freddy X. Jervis與英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院Guillermo Rein研究團(tuán)隊(duì)于2015年在《FIRE AND MATERIALS》雜志上發(fā)表了文章《利用活體、老化和死體樣品的小規(guī)?；鹧媪繜岱▽?duì)地中海松的燃燒行為進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究》（《Experimental study on the burning behaviour of Pinus halepensis needles using small-scale fire calorimetry of live, aged and dead samples》）。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)不同狀態(tài)的松針的燃燒特性進(jìn)行了研究，使用火焰蔓延量熱儀（FPA）對(duì)其點(diǎn)燃時(shí)間、燃燒時(shí)間、質(zhì)量損失、峰值功率、有效燃燒熱、平均和峰值CO/CO2、和輻射分?jǐn)?shù)進(jìn)行了比較研究。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)進(jìn)行，并且受到了英國(guó)BRE Trust、美國(guó)FM Global和歐盟 Project Fire Paradox的支持。松針樣品由法國(guó)阿維尼翁國(guó)家農(nóng)藝研究所提供。
研究發(fā)現(xiàn)老化的松針和死松針燃燒特征雖然相似，但是在某些參數(shù)上依然存在明顯不同?？偟膩?lái)說(shuō)，與死松針相比，活松針的點(diǎn)燃速度慢四倍左右，并且HRR降低60%，燃燒熱降低50%。老化松針的燃燒特性與死松針?lè)浅Ｏ嗨?，但峰?/span>HRR、燃燒時(shí)間、CO/CO2比和輻射分?jǐn)?shù)顯著不同。新鮮活體樣本受流量影響最小，而干燥樣本受影響最大。結(jié)果證實(shí)了水分含量在松針燃燒行為中的重要性，但活樣品和死樣品之間的差異不能僅用水分來(lái)解釋。該團(tuán)隊(duì)的結(jié)果表明，這些燃料的火焰在物理和化學(xué)方面存在根本差異，并且在火災(zāi)動(dòng)力學(xué)上并不遵循從活燃料到老化燃料再到死燃料的簡(jiǎn)單趨勢(shì)。事實(shí)上，已經(jīng)知道活松針和死松針中儲(chǔ)存的碳水化合物存在顯著差異。
該團(tuán)隊(duì)觀察到烘箱干燥會(huì)導(dǎo)致活樣品的燃燒行為產(chǎn)生很大差異，并且某些差異不能僅用減少的水分含量來(lái)解釋。老化松針和死松針在烘箱干燥后顯示出較小的差異，但這些在峰值HRR、CO/CO2、輻射分?jǐn)?shù)和陰燃階段仍然很重要。這表明實(shí)驗(yàn)室結(jié)果受到烘箱干燥過(guò)程的影響，烘箱干燥過(guò)程會(huì)引起重要的化學(xué)和結(jié)構(gòu)變化。這很可能或多或少與烤箱內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的損失有關(guān)。水分的釋放可以解釋點(diǎn)火時(shí)間和預(yù)點(diǎn)火質(zhì)量損失的減少，VOC的釋放可以解釋峰值HRR的減少，以及CO/CO2和輻射分?jǐn)?shù)的變化。該團(tuán)隊(duì)的結(jié)果推翻了烘箱干燥僅影響樣品含水量或者干燥條件并不重要的常見(jiàn)假設(shè)，烘箱干燥廣泛用于野火實(shí)驗(yàn)室研究這一事實(shí)值得更多研究。
該文章為林業(yè)防火相關(guān)研究提供了一定的啟示：當(dāng)利用死亡植物對(duì)其活體狀態(tài)進(jìn)行燃燒和火災(zāi)相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)M分析時(shí)，不僅要考慮其中水分含量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，還要將揮發(fā)性有機(jī)化合物的含量差異考慮在內(nèi)，特別是松樹(shù)這種揮發(fā)性有機(jī)化合物含量較高的樹(shù)種。目前烘箱干燥操作廣泛用于野火實(shí)驗(yàn)研究，但是這一操作的還原度和可靠性需要更多研究?？紤]到近年來(lái)山火頻繁發(fā)生、中國(guó)針葉林分布廣泛，該文章對(duì)我國(guó)森林防火相關(guān)研究具有重要的借鑒意義。
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FTT生產(chǎn)FM Global火焰蔓延測(cè)試儀（FPA）。
在研究過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)主要使用了火焰蔓延量熱儀（FPA）對(duì)樣品的燃燒特性進(jìn)行了測(cè)試。在文章中，作者提到：
“The FPA is the most advanced fire calorimetry technique to date. Fire calorimetry was chosen because it is the state of the art of experimental fire science.”
“火焰蔓延量熱儀（FPA）是先進(jìn)的火焰量熱法技術(shù)。選擇火焰量熱法是因?yàn)樗菍?shí)驗(yàn)火科學(xué)的前沿技術(shù)。它測(cè)量小樣本的功率，并且可以控制和改變?nèi)紵龡l件以提供基本的研究框架?！c錐形量熱儀相比，FPA提供了額外的優(yōu)勢(shì)，可以控制樣品周圍和穿過(guò)樣品的流場(chǎng)（圖1），這對(duì)于天然燃料很重要。此外，高級(jí)量熱法的使用使我們能夠測(cè)量以前未報(bào)告的野火燃料文獻(xiàn)參數(shù)中的火災(zāi)，例如輻射分?jǐn)?shù)和CO/CO2比率?！?/span>
圖1. 火焰蔓延量熱儀（FPA）內(nèi)多孔支架中針狀樣本周圍的熱量和流動(dòng)條件示意圖
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/fam.2293
先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造
FTT位于英國(guó)East Grinstead，是從事防火測(cè)試儀器的消防科學(xué)家和儀器設(shè)計(jì)工程師團(tuán)隊(duì)的所在地，也是我們?cè)O(shè)計(jì)和制造的中心。30多年來(lái)，FTT通過(guò)其全球銷售和支持網(wǎng)絡(luò)，為全球范圍內(nèi)的防火測(cè)試和研究專業(yè)人員提供了優(yōu)質(zhì)的儀器和服務(wù)。
