地铁站厅至站台楼梯口风速对火灾烟气运动的影响

地铁车站站台发生火灾,连接站厅与站台的楼梯口保持一定风速,可阻挡烟气向站厅蔓延并为人员疏散提供诱导气流.为研究楼梯口风速对车站火灾烟气运动的影响,试验对不同排烟模式下楼梯口风速进行测量,建立数值计算模型进行模拟.结果表明:火灾场景下楼梯口风速大于无火源场景下风速,因此常规楼梯口风速校核设计方法由于没考虑真实火灾情况下各种因素的复杂作用,需进一步改进;楼梯口附近起火,烟气易从挡烟垂壁溢出向站厅层蔓延,站台火灾时站厅层为送风状态,存在溢出烟气时站厅层烟浓度可增至大于站台层;站台公共区着火,增开隧道风机,能够增加楼梯口风速,但由于对流场的扰动,破坏了烟气分层,使烟气充填区域增大,因此,防排烟系统设计中科学组织烟气流动、合理控制烟气运动路径与控制排烟量同等重要.     

大型地铁换乘车站站厅火灾的排烟模式

以某大型地铁换乘车站为研究对象,根据站厅公共区的防烟分区和通风系统设置情况,对开启全部防烟分区和只开启火源所在防烟分区2种站厅火灾排烟模式进行了研究.选用计算流体力学软件FDS,将火源设置在站厅中部区域,建立地铁车站三维模型,采用大涡模拟方法对站厅层的机械排烟效果进行模拟.通过对站厅内烟气蔓延、能见度和补风风速的分析结果表明:开启站厅全部防烟分区进行排烟可以更有效地控制烟气蔓延范围和沉降高度,增加出口的补风风速,实现更好的防排烟效果.     

排烟方式对火场人员疏散影响的数值模拟

针对建筑火灾中烟气的危害特点,利用商业计算流体软件PHOENICS,分别对无排烟措施、自然排烟、机械排烟等三种常见的建筑火灾后的排烟方式进行烟气流动规律的模拟研究.得出:火灾后,自然排烟和机械排烟在一定程度上都能将着火房间的烟气、热量排出室外,降低着火房间的烟气浓度、温度和压力.机械排烟形成的微负压使得火场烟气不易向外扩散,同时增加近30s的疏散时间,排烟效果明显更利于火场人员的安全疏散.本文计算机场模拟的结果符合单室烟气的蔓延机理,证明了使用计算流体力学技术对火灾现象进行数值模拟是可行的,可用于指导建筑火灾的扑救和火场人员的安全疏散.     

机械送风对中庭火灾排烟的影响

为了掌握建筑中庭底部发生火灾时,不同机械送风方式对热烟气运动规律与排烟效率的影响,从而为中庭防排烟设计提供参考,利用大涡模拟(LES)数值方法对某商场内的中庭式建筑空间4种机械送风方案对火灾产生的热烟气流场作用效果进行了模拟.通过对结果比较分析后得到,单纯采用侧送风方式会扰乱热烟气,并会加剧烟气向周围平台的扩散和烟气层的下沉;底部采用上送风方式时虽然会在一定程度上缓解烟气层高度的降低,但不能防止烟气在中庭上部分向周围平台的扩散;而采用上送风和侧送风相结合、多个送风口分布的方式不仅能够减缓烟气层高度的下降,同时还可以有效防止烟气向周围平台的扩散,是比较适用于中庭的一种送风方案.     

高层建筑“走廊-前室缓冲区”防火效果的数值分析

在高层建筑火灾研究中,随着前室正压送风研究的深入,发现其存在着一些缺陷。于是提出在走廊段设置＂走廊-前室缓冲区＂的方式来改善传统正压送风模式。采用Fire Dynamic Simulation（FDS）场模拟软件模拟长廊型高层建筑模型。设置8组工况进行分析,比较各种工况下烟气的温度分布,浓度分布,并通过模拟设计出最佳的参数值。结果显示,在一定范围内,当排烟量为定值,空气幕射流速越低且正压送风越高时越好;当空气幕为定值,缓冲区机械排烟口排烟量越低越好。比较发现工况4参数最佳,其机械效率也是最高为74.06%。从而说明前室加压送风,缓冲区防烟空气幕与机械排烟组合的搭配能够较好的体现出＂走廊-前室缓冲区＂思想,能够更好的便于火灾时人员疏散,并且提供较高的排烟效率,保证走廊内烟气的及时排出。     

地铁站厅中商铺火灾试验研究

在考虑人为恐怖袭击行为情况下,采用地铁站厅中的商铺模型实体火灾试验研究了地铁站厅商铺的火灾场景,得出了模拟站厅商铺在火灾中的热释放速率、烟气浓度、温度及烟密度的变化规律：站厅商铺发生轰燃的时间为3 min 10 s,其最大热释放量为2.58 MW;随着燃烧的进行,CO2与CO浓度都快速升高;在轰燃后即出现CO的最高浓度,实测峰值结果是CO容许暴露最大浓度的2倍;烟气中存在大量的HCN,在3 min 29 s时出现HCN浓度是允许浓度的63倍;在商铺中整个发生火灾的过程中冷空气层高度始终低于0.97 m,热烟气层最高温度为451.9℃。     

地铁站台煤油火灾烟气蔓延的数值模拟

以沈阳地下铁路工程为例,利用计算流体力学的SIMPLE算法,在5种防排烟方式下,对地铁站台煤油火灾烟气的蔓延情况进行数值模拟．选取距地铁站台地面2m平面上,两楼梯口中心点作为测点,得到了不同防排烟情况下测点温度及CO2摩尔分数的实时曲线,及地铁火场温度和CO2浓度场云图,分析不同的防排烟方式对地铁站台煤油火灾烟气蔓延情况的影响．模拟结果表明,当仅使用机械排烟时,排烟口位置不同,排烟效果相差不大．加压送风系统与机械排烟同时使用,能有效遏制烟气蔓延,并出现周期性衰减的情况;远离火源的楼梯口可作为更加安全的疏散通道．     

对一些建筑防排烟规范的修正意见

针对目前民用建筑防排烟设计存在的问题,从设计理念及实际做法出发,对高层分段加压送风、裙房楼梯间的自然排烟、地下人防楼梯间和前室的防排烟、地下室排烟量的确定等方面提出了修正意见。     

宾馆火灾中破拆位置对走廊烟气层高度的影响

着火区域内烟气层界面高度对被困人员的逃生具有重要影响。运用CFAST区域模拟软件,对火灾发生时破拆典型通廊式宾馆的不同位置进行排烟的效果进行了模拟,得出不同破拆方案对火灾烟气层界面高度随时间变化的影响,并用Origin8.5软件绘制曲线图。对比不同工况下烟气层界面高度的变化情况,分析破拆位置对排烟影响的基本规律,由此提出了破拆排烟位置的优选建议,为消防部门疏散火场被困人员和制定灭火救援预案提供技术参考。     

在建建筑火灾轰燃数值仿真研究

为研究在建建筑特殊火灾的轰燃现象,建立火灾能量守恒方程,基于燕尾突变理论确定突变势函数,计算出在建建筑火灾轰燃时上层烟气的临界温度。利用模拟软件FDS对在建建筑不同施工场景进行仿真模拟,得到火灾特征参数值。结果表明：不同施工阶段的火灾可燃物不同,发生轰燃的时间点不同;随着通风风速的增加,火灾热释放速率增长逐渐放缓,烟气可见度增长加快,一定的通风速度有助于提高排烟效率;不同火源位置火灾特征不同,狭窄空间更容易发生轰燃,未封闭楼梯间处烟囱效应明显。     

地铁徐家汇枢纽站换乘大厅防火分析研究

在提出了合适的维生疏散环境与逃生时间准则的前提下,采用性能化防火设计分析的方法,并综合考虑最不利工况,设置不同的火灾场景,对徐家汇车站换乘大厅的防火排烟系统、人员的疏散设施进行了模拟计算与分析,论证了防火系统的安全可靠性.     

基于FSDT的车站火灾疏散故障感知能力研究

车站人员的火灾疏散感知不准确性是车站火灾疏散故障发生的直接原因,且车站人员的感知能力之间存在差异性.为了科学评价车站工作人员的火灾疏散故障的感知能力,基于模糊信号理论,针对故障感知辨别能力指标和故障感知能力反应倾向性指标对车站人员感知能力进行定量评价,并以成都火车站车站人员为例,通过设计调查问卷进行实例分析,对有效提高车站火灾疏散故障感知能力从而对避免事故疏散故障的发生有重要的意义.     

某航站楼人员疏散的仿真模拟研究

本文根据航站楼的火灾特点及危害,确定了航站楼的安全目标,计算了火灾烟气的运动规律,得出了火灾到达危险时刻的时间。根据航站楼各区域的人员及属性,对航站楼的人员安全疏散进行了仿真模拟,得出航站楼人员安全疏散所需的时间。将人员安全疏散所需的时间与火灾到达危险时刻的时间进行比较,得出航站楼疏散设计能够满足安全疏散。     

基于FDS的高层住宅建筑火灾数值模拟分析

以单元式高层住宅建筑为研究对象,本文应用FDS软件对其火灾烟气特性进行数值模拟计算,得到了单元式高层住宅建筑火灾烟气蔓延速率、可见度、有害气体浓度、火场温度等火灾烟气特性变化规律。计算结果表明:火灾发生60 s时,火场环境适宜人员疏散逃生;360 s时,火灾烟气对人员疏散逃生造成威胁。数值模拟结果可为单元式高层住宅建筑防火设计及人员疏散逃生方案提供理论参考。     

某大型剧场类建筑人员疏散消防设计研究

大型剧场类建筑人员疏散消防设计往往存在疏散距离过长的设计难点。本文基于性能化防火设计的思想,对某剧场类建筑设计中存在的疏散距离过长的问题进行分析,并分别对前厅、舞台和观众厅区域提出设置亚安全区、隔离火源和增加蓄烟空间等建议措施。结合数值模拟Pathfinder软件,对该剧场内部建筑结构及人员荷载进行详细分析,共设置了5个不同起火位置、不同疏散模式的火灾场景。分析人员疏散模拟结果,通过各不同火灾场景下人员疏散时间来评估人员疏散的安全性,得出在各种不同火灾场景中人员皆可安全疏散的结论,并提出了保证该剧场类建筑消防安全的强化措施和建议。     

地下建筑火灾的计算机模拟及优化控制

地下建筑火灾具有阴燃、人员疏散困难、扑救困难等特殊性.在火灾双重性和火风压理论基础上,对地下建筑火灾的计算机模拟方法,如场模拟、区域模拟、场区网模拟、离散辐射算法等进行讨论.引入火灾危险性评价指标,利用遗传算法(GA)对地下建筑火灾时期风流的优化控制问题进行求解,以达到合理确定防烟分区、科学设置排烟口和选择有效的防排烟方式等目的.     

大空间建筑防火分区方法研究

针对目前防火分区划分标准单一且理论依据匮乏的问题,提出了基于火灾风险评估的防火分区方法,列举了传统防火分区方法与性能化设计存在的一些问题,阐述了基于火灾风险评估的防火分区方法具体实施过程,通过对比证明了基于火灾风险评估的防火分区方法有充分理论依据同时有实践应用性.使用FDS(Fire Dynamic Simulation)软件仿真某防火分区起火后烟气蔓延情况及防火分区内人员疏散所用的时间,以仿真实验数据为依据分析了此防火分区大小的合理性,同时验证了基于火灾风险评估的防火分区方法的可行性.若在大空间建筑中使用此方法划分防火分区,其优越性将得到很好的体现,这一方法将为相关的科研人员带来新的思考.     

中庭火灾模型围护结构热模拟

阐述了对中庭围护结构进行热模拟的意义,同时提出了进行热模拟的思路。并针对圆柱形中庭建立起失火情况下围护结构一维传热方程组。利用数值解析的方法求解该方程组,并对计算结果加以分析、比较     

加油站储罐火灾与爆炸危险区域分析

汽车加油站储罐区是加油站涉及油品最多的区域,油品均属于易燃液体,发生火灾、爆炸事故的概率较大,而且一旦发生事故,后果相当严重．针对汽车加油站平面布局的合理性问题,提出了池火灾数学模型计算罐区火灾的事故后果;根据不同热辐射值对人体的伤害和周围设备的破坏情况,推导出不同危险情况下的危险距离;采用蒸气云爆炸数学模型计算油罐区发生爆炸的爆炸能量,选用G·M莱克霍夫计算公式,依据爆炸事故产生的爆炸冲击波对周围建筑物和人员的伤害程度进行评估,计算出危险距离．加油站发生火灾和爆炸波及的危险距离对于确定加油站的选址、建设、平面布局、风险控制等有很重要的意义．同等危险情况下,爆炸危险区域大于火灾危险区域,即爆炸的安全距离大于火灾的安全距离,所以汽车加油站储罐区周边设置其他建构筑物或设备设施时,可以根据此算法,重点考虑储罐区发生爆炸波及的危险区域．     

基于风险评估的化工园区消防站选址研究

化工园区的消防站选址规划不可避免地受潜在风险影响,为优化消防站布局,提高风险评估对消防站选址方案影响的比重,以化工园区各企业潜在事故风险的差异性为切入点建立一套风险评估指标体系,通过灰色关联度分析法以及模糊综合评价法对企业进行风险评估. 以此为基础使用有效距离的概念将实际距离与风险评估值相结合运用到选址优化中,使用集合覆盖法对园区内消防站点的数量和位置进行针对性地规划设计,解决传统消防站选址存在的覆盖率低、消防站辖区重复、响应时间长等问题. 以南京化工园区为背景对各企业进行风险评估和消防站选址,最终划分出3个危险等级并规划出最优消防站地址.