通风窗开启模式对火灾烟气影响的数值模拟

采用FDS(Fire Dynamics Simulator)数值仿真手段对青岛市某在建三层岛式地铁站台火灾情景进行模拟研究.在站台层楼梯处设置一定强度的火源,启动站台通风系统和可调通风型站台门上方的辅助排烟通风窗,模拟了四种不同通风窗开启模式下烟气的蔓延规律,分析了不同通风窗开启模式对烟气分布、温度、CO浓度和可见度的瞬时演化影响.结果表明,在当前的通风设计条件下,不同通风窗开启模式对站台层烟气蔓延具有显著影响.火灾发生360s时,模式三平均温度较模式一、二、四分别低9.2%,5.4%,2.2%;模式三平均CO浓度较模式一、二、四分别低44.1%,33.6%,7.5%;另外,模式三、四的可见度比模式一、二的高.因此,综合考虑烟气浓度分布、烟气温度、CO浓度和可见度,通风窗开启模式三,即开启双侧站台靠近火源的占总通风口面积一半的通风口具有更好的辅助排烟效果.     

地下水电站主厂房母线层端部火灾烟气流动与机械排烟模拟

对地下水电站主厂房母线层端部火灾进行了模拟研究,结果表明:母线层端部发生火灾时,烟气通过吊物孔和楼梯间很容易到达水轮机层;母线层空间较狭小,易形成高温、高烟气浓度和低可见度;水轮机层空间也易形成高烟气浓度和低可见度,但温度较低;发电机层空间大,烟气浓度小,温度较低,但由于空气的卷吸,火灾发生一段时间后可见度很低.机械排烟能有效降低发电机层的烟气浓度和温度.     

消防水喷淋系统对隧道烟气流动特性的影响研究

利用火灾模拟软件FDS建立大尺寸隧道模型,研究了消防水喷淋系统对自然通风、纵向通风条件下隧道内烟气流动特性的影响,重点分析了烟气蔓延、烟气温度、CO浓度的变化规律。研究结果表明,纵向通风条件下,消防水喷淋系统可有效降低隧道内烟气逆流长度;仅有消防水喷淋系统或水喷淋与纵向通风共同作用时,可有效降低整个隧道内烟气温度和CO浓度,且两者共同作用时上游降低幅度更大。     

基于FDS的某地下车库火灾烟气系统优化

通过FDS软件对某地下车库火灾烟气扩散进行数值模拟研究,在建立尽可能接近真实情况的物理模型的前提下,确定模型的热释放速率、排烟量以及模拟时间,分析排烟口的布置方式、排烟口风速、排烟口面积等3种不同条件对烟气层的发展和火灾控制的影响规律,得出了该地下车库不同火灾场景下的烟气浓度扩散、温度分布及可见度分布相应结论,为今后地下车库火灾烟气系统的优化设置提供了一定的参考和理论依据。     

小半径曲线隧道火灾通风数值模拟研究

以四川雅安至西昌高速公路干海子曲线公路隧道为工程背景,结合小半径曲线隧道特殊的边界条件,建立三维数值模型,开展小半径曲线公路隧道火灾烟气蔓延规律的数值模拟研究。研究小半径曲线隧道内发生火灾时不同通风风速条件下烟流温度、速度和浓度的分布特征及变化规律,给出了曲线隧道火灾事故紧急通风情况下的最小纵向通风风速。模拟结果表明,小半径曲率隧道的火灾烟气蔓延及温度分布与直线隧道存在明显差异,干海子曲线隧道抑制火灾烟气回流的最小纵向通风风速为4m/s。     

基于CFD的各式窗孔应用流量系数分析

在建筑通风模拟应用中,若进行CFD模拟,常常无法细化至建筑的每一个窗孔,否则将耗费大量的计算成本;若进行系统模拟,需要对不同的窗孔设置仿真模型和相关性能参数。定义更适合工程实用的应用流量系数,针对系统模拟软件中流量系数的模型,给出各式窗孔精确的应用流量系数与窗孔结构参数的多项式拟合结果。该结果为通风模拟提供理论依据并起到了数据储备的作用。     

地铁隧道不同排烟模式下烟气逆流长度

选择长500 m的地铁隧道,设置6种通风排烟方式,通过改变通风风速及上、下游排烟口开启的比例,模拟分析不同排烟模式下烟气逆流长度与排烟速率的关系,研究不同模式的通风排烟效果。模拟火源设置在地铁列车前端,火源功率设定为10MW。结果表明,纵向通风风速过大可以有效抑制烟气逆流,但会对下游烟气运动造成扰动,影响人员疏散安全性。特定排烟方式的排烟效果主要受排烟窗开启位置的影响,上游与下游开窗数量比例为1∶3时排烟效果最好。     

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。     

巷道火灾中烟气流动规律研究

矿井火灾烟气蔓延,威胁着井下工作人员的生命安全。文章利用FDS软件模拟不同风速和不同火源位置下烟气蔓延特性,应用烟气温度、烟气浓度等参数,得到不同工况下烟气流动规律,结果表明:不同火源位置下,烟气流动差异很大;通风风速越大,火源上风侧烟气浓度越低,下风侧烟气聚集越多。     

区间隧道火灾临界风速和温度特性

为了研究地铁区间隧道火灾临界风速和温度变化规律,建立了西安某地铁站区间隧道模型,采用FDS模拟软件对不同纵向通风条件下烟气流动和温度分布进行模拟。介绍模型的基本参数,根据Froude相似性原理建立了各个燃烧参数的相似性关系。利用FDS模拟不同火灾功率、不同通风速度时的温度和烟气速度分布。对比分析5、6、7、8、9、10 MW火灾功率下的临界风速变规律化并提出预测模型。结果表明:纵向通风风速设为3m/s时对防止9 MW以下的火源功率火灾烟气回流效果明显;热释放速率不大于10 MW时,隧道火灾中烟气温度不大于250℃,火源下风侧烟气流动速度不大于4 m/s。     

可调通风型站台门系统在地铁火灾中的适用性

以青岛某地铁车站为研究对象,通过 PyroSim 软件对火灾场景进行数值模拟,设置屏蔽门与通风窗不同的开闭组合方式,着重分析站台内整体和局部测点的温度、CO 质量浓度、能见度等指标。结果表明,相比于单独开启通风窗的工况,同时开启屏蔽门和通风窗的排烟效果较优,单独开启屏蔽门时的排烟效果最差。     

通风窗送风量对冬季室内热环境的影响研究

本文在实验验证模型的基础上,模拟扩展研究冬季工况下不同室外温度,通风窗不同送风量对室内热环境的影响。研究结果表明当室外温度小于-3℃时,开启通风窗会降低室内热舒适度,通风窗不宜开启。在满足室内热舒适要求的前提下,通风窗可先利用高档位短时间送风,之后保持低档位送风,有效去除室内污染物的同时,保持室内较高热舒适度。     

农家乐火灾重构数值模拟研究及消防安全状况分析

采用数值模拟方法对某农家乐进行火灾重构研究,考虑通风情况对火灾发展的影响设定了2个工况,分析各工况火灾发展趋势和烟气蔓延过程,对火场中有毒气体浓度、热烟气温度以及氧气浓度等关键参数进行规律揭示,对低耐火等级农家乐火灾危害进行了量化分析。     

长隧道火灾烟气运动三维数值模拟

对某长隧道在50 MW释热率、不同风速条件下的火灾过程进行模拟,采用扩散燃烧模型对燃烧过程加以描述,分别利用k-ε模型和P-1模型计算湍流流动和辐射作用。计算结果表明,纵向风速较小时会形成烟气回流,对50 MW的隧道火灾,2 m/s的纵向通风能有效抑制烟气回流;纵向通风隧道内,烟气运动表现为径向扩散与纵向蔓延的结合;隧道通风风速越大,火源下游烟气起伏运动越剧烈。隧道发生火灾时,纵向风速应以刚好抑制烟气出现回流为宜。     

Phoenics风模拟下的鲁中地区办公建筑外窗布局研究

为研究鲁中地区办公建筑外窗布局对建筑室内通风的影响,采用Phoenics软件分别模拟了24 m~2、6 m~2几组房间的分散式与集中式2种外窗布局下的室内风环境的效果,并以山东建筑大学教学实验综合楼一期项目为例,验证了原始方案与对比方案布窗差异对室内风环境的影响,模拟结果表明,在窗墙比固定的情况下,分散式布窗的通风效果优于集中式布窗,为改善夏季室内环境舒适性,辅助确定建筑南向的基本立面形体,提高办公人员生活与工作质量提供理论依据。     

高校学生公寓楼单室火灾调查的数值模拟应用

采用数值模拟方法分析某高校火灾案例,研究火势增长和烟气蔓延过程,对火灾烟气主要组分的浓度、氧气浓度、温度等参数进行规律性揭示.模拟结果表明,公寓楼发生单室火灾时,如果阳台门开启,通风状况较好,燃烧速度会非常快,受火灾的影响比较严重的阳台区域处有害气体和温度均超出人体的承受限度,威胁人员的生命安全.因此,通风状况对受限空间单室火灾的发展过程影响很大.     

不同雾化角作用下隧道火灾烟气温度分布研究

使用FDS建立全尺寸盾构隧道模型进行数值模拟。设置小汽车和客车火灾,火源功率分别取10、20 MW,纵向通风风速分别为0、1、2、3 m/s,研究不同雾化角下隧道火灾的最高烟气温度和纵向温度分布规律。结果显示:无水喷雾系统作用下的最高烟气温度模拟值和Li模型的预测值近乎相同,但水喷雾系统作用的最高烟气温度低于Li模型的预测值;在纵向通风和水喷雾流量为定值时,最高烟气温度随着雾化角的加大而增大。引入无量纲修正系数表示雾化角对最高烟气温度的影响,建立纵向通风隧道内最高烟气温度和雾化角之间的相关性。随着雾化角逐渐加大,纵向温度衰减显著增大。引入无量纲修正系数Kdown表示雾化角与纵向温度衰减的关系,建立纵向烟气温度分布指数方程,为消防工程师估算结构设计中的烟气运动提供帮助。     

夏冬两季室内通风降氡能耗分析

通过对室内氡的来源及氡浓度平衡的分析,建立了室内氡浓度的估算模型。在此基础上,建立了通风降氡能耗与室内氡浓度之间的计算模型,对空调房间内冬夏两季通风降氡能耗和通风换气率进行模拟。通过通风换气率整合两个模型,模拟得出室内通风降氡能耗与室内氡浓度二者之间的关系。以湖南省衡阳市住房进行模拟分析,分析结果表明,室内通风降氡能耗随着室内氡浓度降呈指数类增长,当室内氡浓度值较低时,空调通风降氡能耗要高于高浓度时降低相同氡浓度时所需能耗。     

应用FDS进行单室火灾场模拟分析

本文基于成熟的火灾模拟方法,和建筑烟气扩散领域的理论及实验成果基础上,应用美国标准技术研究局开发的场模型工具FDS,对单室火灾进行了场模拟分析。结果显示：火源的释热率值、房屋的单室门窗状况等对着火房间内热值、烟气浓度以及温度场的分布特性的均有主要影响,随着火源释热率的增大,室内热烟气的温度迅速升高,而且房屋的通风面积越大,火灾发展越剧烈,上层热烟气温度越高,室内整体温度也越高。本文的研究结果对于房间内火灾控制具有一定的参考价值。     

无纵向通风曲线隧道和直线隧道火灾烟气特性数值模拟

基于数值模拟的方法,采用PyroSim 软件搭建半径分别为250、300、400、500、600 m 的曲线隧道模型及长度为130.8 m 的直线模型,模拟隧道火灾发生后无纵向通风时的烟气运动,对比分析两种模型中心线上不同高度的烟气温度。模拟分析得到：火灾前期,直线模型中烟气蔓延时基本关于隧道中心线对称,而曲线模型中烟气运动时在上游偏向凹壁下游偏向凸壁;达到稳定状态时,直线模型中火源正上方温度高于曲线模型,无论近火源区还是远火源区,直线模型温度纵向分布关于火源位置均具有很好的对称性,而曲线模型中表现为近火源区波动较大,远火源区温度衰减梯度大于直线模型,1.6 m 高度上游温度衰减梯度大于下游;提出曲线模型中顶棚温度纵向衰减指数模型。