对防烟楼梯间及其合用前室分别加压送风防烟方案的流体网络分析

应用流体网络分析法,对现行高层建筑防火规范第8章第8.3.2条表8.3.2-2中的风量控制数据进行了校验性计算,揭示了分别加压送风的流动特性。计算结果表明,向防烟楼梯间加压是徒劳的,因为加压送风会直接从防烟楼梯间的疏散外门流失。     

高层建筑加压送风防烟系统软、硬件部分可靠性分析

为了分析系统可靠性,将《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95）表8.3.2-1～4的4种加压送风防烟方案进行了简化。分析硬件部分的可靠性时,根据该规范规定的防烟技术条件,运用概率理论和可靠性原理推导并建立了加压送风防烟系统的可靠度计算数学模型,经过简化、推理分析,对不同方案的可靠度进行了比较。软件部分是防烟系统致命失效的重要原因,涉及加压送风防烟的许多原则问题,如加压送风量的计算方法、加压送风的最佳部位、加压送风口的形式及开启方式,以及笔者从实际工程调查中发现的加压送风系统保障体系等,对这些软件元素故障机理和对系统可靠性的影响等分别进行了分析。对系统硬件部分和软件部分可靠性分析的结论,可为加压送风防烟系统的优化和防烟规范条文的修订提供理论依据,供高层建筑防烟设计和研究人员参考。     

对《高层民用建筑设计防火规范》第6,8两章矛盾性质及解决方案的探讨

根据多年来对现行加压送风防烟方案气流模型的探索,通过对防火规范历次版本第6章与第8章相关条文的对比分析,证实了规范第8章加压送风量的计算数学模型和相应的对策措施,都是基于防烟楼梯间没有设置直接对外的疏散出口而提出的.这违反了规范第6章安全疏散章节中关于防烟楼梯间应设直接对外的安全出口的规定,使模型和措施失去了法规上的依据和理论上的支持.根据4种防烟方案加压送风气流的流动特性,提出了当量流通面积流量分配法和流体网络分析法两种新的方法.     

基于风机效能的防烟系统泄压阀式压力控制方法及试验研究

建立机械防烟系统压力控制方程组,确保送风区域实际压差不超过最大允许压差。进行加压送风系统设计,计算建筑本体渗漏面积和送风区域超压压差,以最大允许压差为限值,联合风机性能曲线计算泄压面积。形成压力控制方法并对某防烟楼梯间进行机械防烟系统设计和仿真计算,依据设计结果搭建工程验证平台,针对开门工况和关门有泄压工况采集各关键参数;遵循能量守恒和质量守恒,联合建筑本体渗漏面积和风机性能曲线预测关门无泄压工况下实际压差,计算泄压阀口面积。经测定,设置0. 2 m2泄压阀口后楼梯间压差由115 Pa降至52 Pa,开门力不超过110 N,门洞断面风速0. 9～1. 3m/s,送风区域压差、开门力和风速均符合规范要求,工程验证与计算结果一致。结果表明所建方程组可准确计算超压压差和泄压面积,为泄压阀式压力控制提供了一种新的理论依据。     

1000 MW汽轮机通流部分变工况热力参数的计算

以某1 000 MW发电机组的汽轮机为对象,运用3种计算方案对计算对象进行了方案的编程实施。通过额定工况下的计算结果与设计值的对比分析,验证了计算方案的切实可行性;变工况下的计算获得了进行汽轮机热应力分析和寿命预测所需的基础数据。     

基于多指标评价的地下商场排烟方案设计

从地下商场一般采用的3种排烟方案出发,选取各出口处CO浓度、烟气层温度、能见度和风速4个疏散参数指标,提出了一种选择地下商场排烟方案的多指标评价方法。利用此方法对某地下商场某一防火分区内,火源处于4个不同防烟分区的情况选择最优排烟方案。在其中一个防烟分区内增设两处火源,对排烟方案的防烟分区区域规律性进行了初步探讨。     

地上、地下层共用防烟楼梯间防烟设计的探讨

通过对地上、地下层共用防烟楼梯间防烟设计的探讨,得出设计的基本要求及机械加压送风系统的风量计算原则,提出了机械加压送风系统的五种方案,并以工程实例进行说明。     

围垦工程对大桥桩基变形和应力影响的分析

采用有限元分析了围垦工程对大桥桩基应力和变形的影响,进行了4种工况的计算,计算结果表明,4种工况中桩基的变形都不大,但南移250 m方案中桩的轴向力最大,轴力为5.23 MPa,位于-63.3 m高程.     

某铁路隧道紧急救援站横通道防烟系统研究

为了确定某紧急救援站横通道防烟风机的风量、出口风速、距离防护门的间距对防烟系统的影响,基于15点测速法,对各工况防护门处的断面风速进行数值模拟,从中选取横通道防烟系统的最佳设置方案。同时对类似实体工程疏散通道上的防烟系统进行实验测定,并和数值模拟结果进行比对,证明了数值模拟结果的可靠性。     

合用前室机械防烟系统的防烟效果研究

分析了合用前室机械防烟系统存在的问题。针对设有机械防烟系统的合用前室,通过改变加压送风量及送风口位置研究合用前室开门工况条件下的防烟情况,分析影响合用前室防烟效果的原因。结果表明,加压送风量越大,送风口位置越靠上,防烟效果越好。为机械防烟系统的设计提供理论参考。     

地铁站台火灾轨顶风道及专用排烟管协同排烟方案比较研究

通过实测及模拟的方法,对地铁站台火灾时,轨顶排热风道和端部专用排烟风管2种协同排烟方案进行了比较研究。研究结果表明：轨顶风道协同排烟方案有效可行,在8A编组车站的研究中侧排烟量占总排烟量的50%以上,屏蔽门漏风量接近20 m3/s,该方案能提供更大的楼梯处向下风速。而专用排烟管协同排烟方案因未开启隧道风机,在楼梯开口面积较大的不利情况下,楼梯处风速存在无法达标的风险,故推荐在车站条件较差时优先采用轨顶风道协同排烟方案。     

民用建筑防排烟系统设计的几点探析

针对民用建筑防排烟系统设计的重要性,提出了地下汽车库排风与排烟系统和高层民用建筑地上、地下共用防烟楼梯间加压送风系统的几种设计方式,分析了各种方式的优缺点和适用性,以帮助工程技术人员在满足消防规范的前提下选择最佳方案.     

地铁长隧道排烟道代替部分中间风井方案烟气特性研究

长区间隧道的防排烟系统设计通常是设置中间风井,但中间风井的设置容易受到多方面因素制约,可采用拱顶排烟道代替部分中间风井。为验证并拓展拱顶排烟道代替方案可行性,通过理论分析了3种排烟道设置方案对应的烟气控制方式。基于广州某区间地铁,通过数值模拟对排烟道设置方式进行验证,得到不同条件下3种排烟道设置方式控制烟气效果对比,结果表明：单侧送风1.6 m/s且排烟量为140 m3/s时基本可以控制火灾位于中间通风区段时烟气的排出。当火灾位于靠近风井或排烟口下方时,送风风速1.4~1.6 m/s、排烟量140~150 m3/s可有效控制烟气。证明了排烟道代替部分中间风井的可靠性,拓展了该方案的适用性。     

对负担多个防烟分区的排烟系统设计分析

依据现行防排烟相关规范,介绍担负不同防烟分区的排烟（补风）系统设计方案;重点研究室内净高H≤6 m场所,负担多个防烟分区排烟系统的排烟支管以及对应补风系统设计分歧点,对不同排烟（补风）系统方案优缺点进行比较;通过风机及管路性能曲线对具体案例中排烟系统 定性、定量分析,对管路进行严格合理水力计算并选型风机,最后给出合理排烟（补风）设计方案及工程设计建议,对以后类似工程排烟设计提供借鉴或参考。     

地铁站火灾烟气扩散控制模式的数值模拟

提出了在楼梯口采用防烟空气幕来代替挡烟垂壁及速度不小于1.5m/s向下气流的烟气控制模式。建立了双层地铁车站的物理模型,采用CFD方法模拟比较了4种烟气控制模式的控制效果。结果表明,在楼梯口设置防烟空气幕不仅可以保证人员6min以上的安全疏散时间,而且减少了所需新风量,可以有效阻止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散。     

Smoke flow bifurcation due to opposing buoyancy in two horizontally connected compartments

We consider two horizontally connected compartments with four openings and one compartment on fire; the height of one compartment is fixed, while that of the other varies. A simple small-scale experimental study using air was performed to demonstrate the existence of two stable flow solutions at the same height ratio. Moreover, a macroscopic zonal model is used to theoretically analyze smoke flow direction and smoke mass flow rate. Under different ranges of height ratio, four patterns of smoke flow are identified and studied. One of the solutions is unstable, while the other three solutions are stable, as shown by nonlinear dynamic analysis. Therefore, two stable solutions of smoke flow exist at the same height ratio and ambient conditions when the height ratio is larger than a critical value, and the critical value is shown to be a transcritical bifurcation point. The implications of smoke flow bifurcation on smoke control in an atrium or building with a stairwell are also discussed.     

超大型地下商业建筑排烟模式研究

针对某超大型商业建筑群,采用FDS研究下沉广场环廊区排烟方案及其相邻地下商业街的机械排烟口布置方案。根据模拟结果的对比分析,建议下沉广场环廊区利用其顶部的自然排烟窗排烟;地下商业街内最近排烟口离地下商业街与挡烟垂壁的水平距离应为20～30m,此时地下商业街的机械排烟系统对下沉广场的气流扰动明显减小,下沉广场内的大部分空气通过上部排烟口形成良好对流,能够保证下沉广场的有效排烟。     

Experimental Investigation of Effect of External Side Wind on Fire Behaviors in a Corridor Connected to a Shaft

High-rise buildings are usually in a windy environment. The motion of fire-induced smoke and fire behaviors may be strongly affected by the external wind forces except by the stack effect. It turns out that wind with different directions and velocities can cause disparity in fire dynamics. Since most previous researches only focused on the cross wind conditions, this work investigated the effect of external side wind from 0 m/s to 1.21 m/s on the air flow behaviors, combustion characteristics of methanol pools and smoke temperature in a 1/6 scaled corridor connected to a 6-floor shaft. A remarkable observation is that the external side wind (parallel to top window, shown in Fig. 1) leads to pressure attenuation inside building and induces air to flow inside through bottom door. Therefore, the smoke spreads faster under the synergic effects of side wind and stack effect. At the steady stage, the supplement air flow velocity increases with wind velocity but remains proportional to 1/3 power of HRR. An equation incorporating the wind effect is proposed to predict the air flow velocity. Results also show that compared to cross wind conditions, the mass loss rates of methanol pools increase at high wind velocities. The wind effect on smoke temperature is obvious in cases with small pools. Here, the temperature first increases to a peak value and then decreases with increased wind velocity. However, the temperature remains the same in cases with large pools within our wind velocity range. The temperature in the shaft is also correlated with mass loss rate and wind velocity. This work shows that external side wind would increase the fire hazard of buildings by contributing to the combustion and spreading of smoke. Thus engineers should consider the effect of side wind carefully when designing smoke control system.