多楼梯建筑火灾烟气蔓延与人员疏散研究

利用Pyro-Sim软件建立多楼梯办公大楼3D模型,设置4个着火点,从温度、能见度、CO体积分数方面分析烟气在走廊和楼梯间的蔓延过程,得到不同工况、不同位置的危险临界时间。将模拟所得数据绘制成曲线图,结合Pathfinder软件进行人员疏散的研究。结果表明:对于楼梯为主要疏散通道的建筑,烟气先向通风口的方向蔓延,在楼梯间上下流动过程中向两边走廊扩散;能见度对人员疏散的影响大于温度和CO体积分数。     

某建筑火灾场景数值重建及烟气危害性评价

应用数值模拟技术重现了国内某建筑火灾发展的过程,并得到了火灾场景中烟气体积分数、温度、能见度等随时间空间变化的各种重要数据.使用生命伤害模型(LHM)和模拟得到的烟气数据分析了烟气对人造成的危害.模拟结果和分析揭示:在火灾中处在不同位置的房间,其室内的烟气体积分数变化可以分为不同的类型.在远离着火点的房间中,空气温度变化不大,但CO气体的体积分数很高,甚至比距离火源近的房间CO体积分数更高,烟气更容易在那里聚集,并且在很短的时间里,烟气对人构成致命的威胁.这与许多火灾中很多遇难者死于远离火源位置的结果是一致的.     

某典型三合一场所火灾的数值模拟重构

以FDS模拟重庆开县某三合一场所火灾的全过程,再现火灾发生时的烟气、温度、能见度、CO体积分数等随时间的变化情况,通过提取火源附近壁面的温度信息,验证起火点的位置.通过对热释放速率、温度、CO体积分数随时间变化的分析,证实此次火灾中人员的死亡原因是高温和低氧的共同作用.模拟结果为火灾调查工作提供依据.     

基于LES的某别墅火灾烟气数值模拟

为解释别墅建筑发生火灾时火灾的蔓延发展和有毒气体的运动,采用大涡模拟（LES）的方法对别墅火灾发生过程进行数值模拟分析,模拟有无水喷淋情况下各楼层火灾烟气运动和毒性气体的流场变化情况。考虑到水喷淋促使烟气量产生的情况,详细分析并对比了有无水喷淋两种工况下烟气运动和毒性气体质量分数的变化。通过分析结果中的烟气速度、密度和CO质量分数等数据,对火灾中提高人员逃生几率提出若干建议。     

地铁站台火灾烟气蔓延数值模拟分析

采用FDS对地铁站站台层火灾进行数值模拟,分析其火灾情况下地铁站内的烟气蔓延、温度分布、能见度分布、CO浓度分布情况,研究地铁火灾时人员疏散的安全性。研究表明：火灾情况下,烟气温度、CO浓度的变化主要集中在火源区域附近。站台层其他区域的温度和CO浓度均得到很好的控制。但能见度下降较明显,不利于人员疏散。     

住宅火灾房门开启对火灾蔓延的影响

通过对典型住宅建筑火灾进行数值模拟和全尺寸实验,研究客厅起火时火灾发展趋势和不同门窗开启状况下卧室内的温度、能见度、CO体积分数,分析其对人员逃生的影响。结果表明,烟气的蔓延和聚集是危害人员安全的重要因素,客厅起火时,扑救火灾的最佳时间为起火后680 s内。关闭卧室门、开启卧室窗最多可以增加497 s的应急响应时间。     

夏季环境温度对地铁火灾烟气的影响

以地铁火灾与烟气发展过程的数学模型为基础,建立FDS模拟的物理模型,对双层岛式无屏蔽门的地铁车站站台在夏季的情况进行火灾数值模拟。模拟中选取主要楼梯出口对烟气、温度和能见度进行描述,记录相关参数变化情况,得出CO体积分数、温度、能见度的变化规律,为烟气扩散的有效控制提供理论依据。     

地铁站台火灾不同排烟模式对人员疏散的影响

为研究火灾场景下不同排烟模式对人员疏散的影响,以某双层岛式地铁车站为原型,通过FDS软件建立火灾模型,分析4种排烟模式下地铁站台的火灾烟气温度、CO体积分数、能见度的分布。规定疏散时间360 s内,在人眼特征高度1.6 m处：自然排烟模式下的人员疏散途径区域出现温度大于60 ℃、CO体积分数大于250×10^-6、能见度低于10 m的区域;车站隧道排烟模式下的人员疏散途径区域出现能见度低于10 m的区域;车站公共区排烟模式和车站公共区及车站隧道混合排烟模式下,人员疏散途径区域火灾烟气温度、CO体积分数、能见度均低于疏散指标。     

烟囱效应作用下竖井型隧道火灾时的烟气扩散

运用FDS对不同烟囱高度的竖井型隧道着火时烟气扩散情况进行模拟,得到隧道内温度和CO体积分数的变化特征及烟气纵向蔓延规律和沉降规律.结果表明,竖井型隧道采用自然通风能起到很好的排烟效果.火源正上方产生的高温对隧道顶棚结构具有较大的威胁,但火源附近安全高度处烟气温度迅速降到环境温度,不会对人员安全疏散构成威胁.安全高度处CO体积分数随时间的增加呈上升趋势,且随着与火源距离的增加先增加再降低至0.在300 s内各处烟气均没有降到安全高度1.75m以下,对人员疏散影响较小,人员有足够时间疏散至敞开段.     

综合性图书馆火灾烟气模拟与人员疏散研究

应用 PyroSim 火灾模拟软件,以某高校综合性图书馆为研究对象,设置 3 个着火点,从温度、CO 体积分数、能见度 3方面分析图书馆烟气的蔓延情况,得出不同工况下人员可用疏散时间。利用 Pathfinder 疏散软件进行人员疏散模拟研究,分析得出不同工况下图书馆的火灾危险性。建议确保图书馆消防系统可靠运行,加强图书馆日常消防检查,对学生进行消防安全培训。     

基于数值模拟的电动自行车火灾亡人原因分析

为了还原一起电动自行车火灾的发展过程,对其人员伤亡原因进行分析研究。依据案例实际情况利用PyroSim 等软件构建了着火建筑模型,通过设置控制器进行数值模拟,得到了建筑物内火势发展、亡人房间内温度和一氧化碳浓度变化等情况。通过与实际火场照片进行对比,验证了起火点与关键位置的火灾发展情况,同时结合切片情况从温度、一氧化碳浓度和FED三个角度对亡人原因是高温与一氧化碳中毒的共同作用做出了合理的解释,为火灾调查工作提供了依据.     

不同类型火源下烟气在大空间内的充填特性研究

在大空间火灾试验厅内采用沙发作为火源，研究了烟气层的发展过程，并将得出的烟气层温度、烟气层下降曲线与油池火对比。结果表明：不同的火源条件下，烟气的温升曲线和烟气层下降曲线是不同的，对于稳定的油池火，烟气层下降曲线是光滑的，对于非稳定火源，烟气层下降曲线存在跳变现象；烟气层厚度较小时，火源热释放速率的大小对烟气层的温度、烟气层的下降速率有着重要影响；对于变热释放速率情况下的烟气充填，可以采用对热释放速率的分段近似来进行模拟分析。     

大空间烟气控制性能化设计影响因素模拟

利用FDS数值模拟大空间烟气流动情况,探讨大空间火灾烟气控制系统性能化设计中的影响因素.针对设计火灾荷栽、火源位僵、大空间的形状系数和大空间体积对烟气层高度和烟气温度的影响进行模拟分析,对大空间火灾烟气控制系统的性能化设计具有重要意义.     

中庭烟气填充高度模拟研究

利用FDS模拟中庭内的烟气填充过程,分析环境温度、顶棚温度、火源功率、中庭体量对烟气填充高度的影响。通过分析温度数据和烟气层高度数据,得到烟气层高度与各因素之间相互影响的定性关系,并通过曲线拟合得到烟气层高度与各因素之间的定量关系。结果表明,烟气层填充高度基本不受起始环境温度的影响,烟气层高度峰值与顶棚温度、火源功率、中庭体量之间存在线性关系。     

单室火灾数值模拟及混凝土梁热分析

基于简化的固体可燃物燃烧模型,利用Fluent软件,将建筑内部支撑结构梁作为实体构件,与烟气发展过程进行耦合计算,模拟单室房间失火情况下的烟气发展情况及梁的温度场分布和历程。模拟结果显示,火场中通风处温度场明显提高,压差作用下烟气向门外形成高温射流,并与卷吸回流的环境空气形成漩涡,进一步加快燃烧过程。横梁能够部分阻隔烟气的蔓延,同时使梁体两侧呈现非对称受火,导致热量从外侧逐步向梁内部的累积呈现非线性。火灾中混凝土的热惰性为横梁提供了热缓冲。该温度分布梯度在梁墙结合处及跨中处最大,容易发生热应力集中从而引发梁破坏导致建筑坍塌。     

喷淋水幕抑制化工聚集区火灾效果研究

为了揭示不同工况下喷淋水幕对化工聚集区火灾抑制效果影响规律,建立了FDS数值模型,通过改变单一变量分别模拟水幕开合状态、不同水幕排数、不同水幕喷头高度下火灾发展过程,分析不同工况条件下火源温度变化规律和烟气蔓延规律。结果表明：喷淋水幕开启后,位于储罐上方及水幕帘后的测点温度峰值同比下降19%及36%,可有效抑制高温烟气层蔓延;双排水幕帘相比单排水幕帘在抑制火源温度及烟气蔓延更具成效;初始喷头高度5.8 m时,相比其他高度在降低温度、加速烟气沉降方面更具优势。     

室外风对走廊温度分层和房间自然排烟的影响

为研究室外风对走廊中火灾烟气分层特性和自然排烟的影响,在相似原理的基础上开展了1/3 缩尺寸实验。通过改变火源功率、室外风速和外窗尺寸,结合对走廊火灾烟气分层特性和自然排烟效果的判断,找出使分层失效的临界室外风速以及使自然排烟失效的临界室外风速,运用量纲分析和数据拟合的方法分析无量纲火源功率和无量纲临界失效风速之间的关系。研究发现,温度分层无量纲临界失效风速与无量纲火源功率呈现良好的线性关系,温度分层临界失效风速随窗口尺寸减小而增大;自然排烟无量纲临界失效风速与无量纲火源功率呈现显著的对数函数关系,窗口尺寸相同时,火源功率越大,自然排烟临界失效风速越大。     

水电站不同火源强度烟气运动模拟

应用FDS模拟水电站地下主厂房火灾烟气填充与流动动态过程,分析不同火源强度下烟气分层规律.重点分析火源强度为10 MW时的烟气填充过程、顶棚射流温度和横向烟气温度的变化特点.结果表明,烟气到达某一高度的时间随火源强度的变化服从一阶指数衰减;顶棚射流温度和烟气层横向温度变化具有很强的规律性;下层空气温度不高但浓度相对较高;同一水平面的烟气浓度分布很不均匀,距火源30 m以外处的浓度是距火源中心10 m以内处浓度的2～3倍.     

单室墙角火壁面烟熏痕迹特征研究

为研究单室墙角火火灾壁面烟熏痕迹特征，采用1/3尺寸火灾试验还原单室墙角火火灾，测定壁面不同点的温度及烟气蔓延速度，研究火源在不同位置时的壁面烟熏痕迹特征；利用PyroSim软件模拟烟气蔓延过程。结果表明：火源位于房间中间时，在屋顶呈现圆形痕迹；火源在墙角时，两边侧墙和墙角顶部形成明显烟熏痕迹；墙角火在墙角位置的温度和烟气蔓延速度高于房间中间起火；试验结果与模拟结果吻合。试验结果可为调查墙角火火灾提供理论及试验依据。     

水喷淋控制下小室火灾的数值模拟研究

研究了水喷淋控制下对小室火灾发展过程的影响，结合一安装有水喷淋的实体小室，采用数值模拟方法进行了初步分析，设计了没有喷淋、0．1MPa喷淋控制和0．2MPa喷淋控制等三种工况。结果表明，水喷淋的启动，虽然可以控制火灾的发展，降低小室内的烟气温度，但也会增加烟气的生成量，使溢出的烟气增加。同时，水喷淋的压力增加，小室内的烟气温度继续下降，CO、炭黑以及水蒸气的生成量也会随之增加。这些都对大空间的人员安全疏散以及大空间整体的消防安全带来很大的影响。