建筑火災中影響煙氣流動過程的基本要素

作者根據(jù)高層建筑火災煙氣流動的特點,應用火災煙流模型和計算機網(wǎng)絡模型,在cfx軟件支持下,對高層建筑火災煙氣流動性狀進行數(shù)值模擬,該模擬計算為高層建筑安全及火災救援提供理論依據(jù)。通過模擬計算可以得出任意時刻高層建筑各部位的溫度、壓力、煙氣濃度及開口處流量。利用模擬計算結(jié)果,可以評價高層建筑整體或局部火災安全性能,制定科學的應急救援預案,提供救災決策支持信息。

當?shù)罔F站的站廳發(fā)生火災時,連接地面與站廳的樓梯就成為了空氣進入站廳和火災煙氣流向地面的唯一通道.在這些樓梯之間存在著對火災煙氣的競爭,競爭的結(jié)果是站廳一側(cè)的樓梯成為煙氣的出口,而另一側(cè)的樓梯則成為空氣的入口.為了了解這種煙氣競爭現(xiàn)象的機理,首先分析了煙氣在流動過程中受到的驅(qū)動力和阻力,然后研究了火源位置和樓梯截面尺寸對驅(qū)動力和阻力的影響,并在一1/8尺度的實驗臺上進行了實驗驗證.理論分析及實驗研究結(jié)果表明,煙氣競爭現(xiàn)象是浮力和空氣流阻力共同作用的結(jié)果.該研究成果可為地鐵站發(fā)生火災時人員疏散應急預案提供科學依據(jù).

分析影響高層建筑內(nèi)熱煙氣流動的五種因素,即煙囪效應、外部風壓作用、高溫煙氣浮力作用、氣體受熱膨脹作用、通風和空調(diào)系統(tǒng)作用。這有助于對高層建筑內(nèi)熱煙氣流動規(guī)律的研究,并進一步對高層建筑內(nèi)熱煙氣的管理與控制提供依據(jù)。

建筑物走廊型通道中火災煙氣流動特性的研究——對已開發(fā)成功的煙流特性預測應用軟件進行了改進。應用改進后的軟件模擬了走廊型通道在小火荷工況下的煙氣流動特性。對比模擬計算數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)。結(jié)果表明二者吻合得比較好，軟件實用可靠。

建筑物走廊型通道中火災煙氣流動特性的研究——對已開發(fā)成功的煙流特性預測應用軟件進行了改進，應用改進后的軟件模擬了走廊型通道在小火荷工況下的煙氣流動特性，對比模擬計算數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)，結(jié)果表明二者吻合得比較好，軟件實用可靠。

應用網(wǎng)絡模型方法,將建筑物走廊型通道合理地劃分為多個節(jié)點,在火源為10kg木材的情況下,利用已開發(fā)成功的煙流性狀預測軟件對四川消防科研所的一座實體建筑物進行了模擬計算,獲得了各節(jié)點煙流性狀的發(fā)展變化規(guī)律。經(jīng)比較,模型計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)十分符合。證明走廊型通道的多節(jié)點劃分方法正確、預測軟件實用可靠。根據(jù)煙氣侵入走道中兩節(jié)點的時間差及兩節(jié)點間距,提出了煙氣彌漫速度的計算方法。該算法與實測結(jié)果間的相對誤差小于3%,實例應用及研究的成果,為建筑物火災時安全疏散動態(tài)模擬研究提供了理論依據(jù)。

將建筑作為一個網(wǎng)絡整體考慮,研究分析了火災煙氣流動機理,討論了火災煙氣的熱膨脹效應、煙囪效應及室外風力對建筑網(wǎng)絡空氣和煙氣流動的影響。從質(zhì)量守恒定律討論了多層建筑中和面的位置及其影響因素,指出控制多層建筑中和面的方法和途徑。通過建筑網(wǎng)絡回路能量守恒方程,討論了煙囪效應對建筑網(wǎng)絡風流的影響,建筑網(wǎng)絡火災煙氣流動的穩(wěn)定性及合理的煙氣控制措施

單室火災煙氣流動規(guī)律的數(shù)值模擬——本文利用商業(yè)計算流體軟件phoenics，分別對自然通風、空調(diào)送風、自然排煙、機械排煙等四種常見的建筑通風狀態(tài)下的客房進行煙氣流動規(guī)律的模擬研究，得出：火災后，自然排煙和機械排煙在一定程度上都能將著火房間的煙氣、熱量...

對于高架車站地鐵火災,危害最大的主要是下層站廳火災燃燒產(chǎn)生的煙氣和毒害物質(zhì)的擴散形成的人員傷亡。文章結(jié)合廣州市地鐵4號線高架車站,對高架車站的站廳自然排煙設計進行了探討,同時采用火災動力學模型對站廳火災進行了數(shù)值模擬,進而驗證了防排煙設計的有效性。研究表明,高架車站的自然排煙設計應該確保樓扶梯為無煙區(qū),需要采用兩種必要的手段:(1)在樓扶梯開口四周設置擋煙垂壁,嚴格控制煙氣進入疏散通道;(2)同時為了確保站廳火災煙氣能夠及時的排放,在站廳兩側(cè)玻璃幕墻頂部設置排煙口或者利用站廳兩端的軌道孔,及時供煙氣自然排放至室外空間。文章進一步給出了站廳自然排煙口的大小和面積的計算方法。研究結(jié)論可為國內(nèi)外類似高架車站防排煙設計提供參考。

研究設有吹拔空間的高層建筑煙氣流動及火災蔓延特征,分析其對防火分區(qū)和安全疏散的影響。采用性能化消防設計的方法對某設有74.65m、55.95m雙吹拔空間的一類高層建筑建立火災發(fā)展模型、設計火災場景、用cfd火災模擬軟件進行數(shù)值模擬。結(jié)果表明該建筑利用吹拔空間自然排煙時各火災場景均能滿足各層人員疏散的性能指標,在吹拔空間四周環(huán)廊上設置擋煙垂壁影響煙氣的順暢排出,縮短了危險來臨時間,增大了火災的危害性。提出吹拔空間式建筑宜利用煙囪效應優(yōu)先采用自然排煙方式,煙氣控制宜疏堵結(jié)合,以疏導為主的設計理念。

分析了煙在建筑物內(nèi)部的蔓延規(guī)律,討論了煙氣的蔓延規(guī)律、氣流速度、障礙物及房間高度對火災探測系統(tǒng)的影響,得出研究火災煙氣蔓延規(guī)律對火災探測系統(tǒng)的可靠性具有重要意義的結(jié)論。

介紹了中庭的火災特點以及中庭建筑防排煙的現(xiàn)狀,分析了中庭建筑煙氣流動過程,并且通過結(jié)合美國消防協(xié)會(nfpa)的商業(yè)街、中庭及大空間煙氣控制系統(tǒng)設計指南nfpa92b和美國國家建筑規(guī)范boca中有關(guān)中庭煙層界面的預測方法,敘述了中庭建筑煙氣控制的方法和中庭煙氣控制系統(tǒng)設計計算的一般步驟。

針對列車等存在高速氣流的特殊場所,利用火災探測器綜合模擬實驗平臺,實驗研究了光電感煙與離子感煙火災探測器在不同風速條件下的工作性能。實驗結(jié)果表明:在以相同量的陰燃棉繩作為煙源條件下,光電感煙探測器隨著周圍氣流速度的增大,其靈敏度急劇下降;而離子型感煙探測器的靈敏度受外界氣流速度影響較小,在高速氣流條件下依然保持較高的靈敏度,較適合在高速氣流環(huán)境中工作。

采用泰勒級數(shù)展開式對煙流性狀網(wǎng)絡模型進行了線性化改造,獲得了可聯(lián)立求解的線性代數(shù)方程組,并開發(fā)出煙流性狀預測軟件,經(jīng)實驗驗證,模型的預測結(jié)果與實驗結(jié)果吻合得較好。

本文從高層建筑火災煙氣的流動規(guī)律入手,分析了煙氣的豎向、橫向、沉降三種形式和室內(nèi)環(huán)境對煙氣流動的影響,詳細論述了高層建筑機械送風、機械排煙和自然排煙三種煙氣控制方式,并提出了高層建筑火災煙氣控制的四點設計思路。

詳細分析了建筑火災煙氣的流動規(guī)律與控制方法,深化了對建筑火災煙氣的認識,提出了建筑火災煙氣控制的有效措施。

本文針對離子感煙探測器的特點,介紹其在火災煙氣流動特性研究中既實用又經(jīng)濟的獨特應用。

通過對地下建筑火災煙氣的特點及危險性分析,指出控制煙氣流擴散是地下建筑防火的重點問題。從重視火災的預防與撲救初期火災角度出發(fā),提出在地下建筑中應實施合理的防煙、排煙措施,以達到地下建筑防火、防煙和安全使用的目的。

中庭煙氣流動規(guī)律及防排煙系統(tǒng)的研究——本文主要闡述了中庭煙氣流動規(guī)律和煙氣控制中的基本概念一煙羽流、區(qū)域模型、穩(wěn)態(tài)-9非穩(wěn)態(tài)火災等，以美國消防協(xié)會設計指南nepa92b為基礎，討論了中庭煙氣控制方法及其相應的防排煙措施，從而保證在中庭火災中的人員安全...

多層建筑火災煙氣運動的數(shù)值模擬——摘要:闡述了煙氣運動的數(shù)學模型,應用cfd技術(shù)對多層建筑火災產(chǎn)生的煙氣運動進行了模擬,分析了煙氣的運動狀況,初步論述了cfd技術(shù)的優(yōu)缺點。　　關(guān)鍵詞:煙氣流動;數(shù)值模擬;cfd　　1建筑火災煙氣的擴散路線　　...

火災煙氣是導致多層建筑火災中人員傷亡的主要原因。結(jié)合多層建筑的實際情況,利用縮尺度模型實驗樓模擬多層建筑火災的典型情況,對其火災煙氣自火源產(chǎn)生后的運動特性進行實驗研究。結(jié)果表明,煙氣沿程由于熱交換溫度不斷降低,會迅速達到頂部樓層并立即沉降,而且不同工況條件下所包含的有毒成分濃度隨著火源溫度的升高而上升。實驗結(jié)果的分析能夠較好地符合實際火災的一些典型調(diào)查結(jié)果。

利用火災科學國家重點實驗室的模型實驗樓,對多層多室建筑室內(nèi)火災時,煙氣運動過程的規(guī)律進行研究,實驗過程主要對煙流成份、溫度、氣壓差和煙流速度等進行測量與分析,并基于國家標準“工作場所有害因素職業(yè)接觸限值(gbz2-2002)”對煙流成份對人的危害情況進行分析.結(jié)果表明:多層多室建筑火災時,著火源點垂直高度上溫差最大,隨著煙流蔓延和擴散,煙氣層溫度基本趨于一致.對于木垛火災和煤油火災,最先超過一般人的生理極限的主要成份是so2,co和co2,其次是no和no2.多層建筑火災過程中,由于煙流的氣壓差波動幅度及頻率較大,容易導致煙流在流動過程中充分蔓延到所流經(jīng)通道的每一個空間,使人員避災難度加大.