真实火灾下单层门式刚架抗倒塌性能试验研究

设计完成了一个单层单跨门式刚架厂房的足尺火灾试验,得到了主要构件的温度及位移发展规律,分析了真实火灾下门式刚架厂房结构的受力响应。结果显示：真实火灾下门式刚架的温升曲线与标准升温曲线有较大差别,燃烧室中的上部构件达到较高温度而提前失效,下部构件温度较低;在火灾下,未做防火保护的钢结构很短时间内就会发生垮塌,在火场及构件到达峰值温度前结构已产生较大位移。试验研究发现,受火柱的柱顶出现了热膨胀伸长、轴向压缩、轴向破坏三个阶段,且受顶部热烟气聚集的影响,各柱的柱顶轴向位移均大于柱中位移。试验成果可为门式刚架结构抗火数值模拟研究及结构防火设计提供参考。     

在运换流站阀厅防火封堵系统加强技术研究

为提升在运换流站阀厅防火封堵系统的安全性能,根据现有规范规定以及换流变压器放电试验数据,研究了封堵结构抗爆设防目标的合理取值,并且提出了在运换流站阀厅防火封堵系统的防火与抗爆加强方案。针对典型在运换流站,利用LS-DYNA有限元动力分析软件,分析了加强后的封堵结构在不同爆炸工况下的动力响应过程。研究结果表明,提出的封堵加强方案能有效满足抗爆设防目标的要求,建立的抗爆分析数值模型可以指导换流站阀厅防火封堵结构设计。     

基于人工智能的外立面开口火溢流温度场预测

为了明确外立面构造形式对开口火溢流的影响,对不同外立面构造条件下的开口火溢流进行实验研究,并对外立面火灾温度场的实时预测进行探索。通过不同翼墙间距和进深条件下的外立面火灾实验构建外立面火灾预测数据库,并将其应用于人工智能方法—卷积神经网络的训练和验证,建立不同外立面构造形式下开口溢流火焰温度的实时预测模型,为外立面构造形式的设计和外立面火灾防控提供支撑。     

通风幕墙防火构造分析

分析室内外火灾对于通风幕墙的影响以及幕墙材料的受火反应,介绍不同幕墙系统的防火构造措施。     

纵向风对通道火灾烟气竖向分层特性的影响

研究了纵向风对通道火灾热分层和烟颗粒分层特性的影响.纵向风可能使通道内的分层流出现Kelvin-Helmholtz流动不稳定性,并导致烟颗粒向下部空间扩散;当纵向风较大时,烟气层的热分层稳定性被破坏,导致烟颗粒与冷空气出现强烈掺混,烟颗粒层显著变厚.通道火灾的热分层和烟颗粒分层特性与Froude数或Richardson数关联紧密.实验初步得到了出现Kelvin-Helmholtz流动不稳定和热分层不稳定的临界条件.     

通道火灾CO输运过程中体积分数随时间的变化特征

根据理论分析,将通道内的火灾烟气层划分为若干个区段,对每一区段建立了组分守恒方程;通过求解,得到各区段内CO体积分数在稳定燃烧阶段随时间呈幂指数增长关系.通过开展小尺寸模拟实验,测得了各区段内的CO体积分数和温度数据,并对CO体积分数随时间的变化进行了分析.结果表明,理论方程能够很好地对实验测量结果进行逼近;近火源位置相比于远离火源位置的CO体积分数增长速度快,稳态体积分数值高;随着与火源距离的增大,CO体积分数的增长速度以及稳态值都会减小.     

特高压换流站阀厅新型防火防爆封堵系统研究

为了提升新建特高压换流站阀厅的安全性能，提出了1 种兼顾防火与抗爆的新型封堵系统，在碳氢升温曲线下对5m×5.2 m 封堵系统真型样品进行了耐火试验，建立了封堵结构的抗爆性能数值分析模型，计算了典型爆炸工况下新型封堵结构的动力响应过程。结果表明，新型防火抗爆封堵系统在碳氢升温曲线下耐火极限大于3 h,在设计爆炸荷载作用下处于弹性状态，不影响系统防火性能。     

高层建筑火灾试验环境风速设计值

选定我国已建成高层建筑数量最多的23个代表城市,依据地表气象观测数据中的累年月平均风速对其风场特性进行分析。结合经验公式推算出各代表城市30、50、100、250 m高度处的环境风场平均风速值,为科研人员开展高层建筑火灾试验时快速高效获取应选用的室外环境风场风速设计值提供便利。     

纵向风对隧道柴油池火影响的试验研究

在全尺寸隧道模型中开展了试验研究,采用柴油池火设计了2.8~12.2 MW共8组工况,考查了油盘面积2~5 m~2、纵向风速0.2~2.0 m/s条件下隧道火灾烟气层形态、热释放速率和火源燃烧速率的变化规律。研究发现,各工况在该区域附近的烟气分层效果较好,纵向风速对各工况中火源区烟气分层影响不明显。热释放速率经验计算值比测量值普遍高7%~30%,但当火源面积较大、纵向风速较高时经验计算值显著低于测量值。火源平均燃烧速率表现出与热释放速率一致的变化规律,随隧道纵向风速增大而增大。在纵向风作用下,3 m~2和5 m~2柴油池火的燃烧速率比无风环境下分别高出18.4%和25.1%。     

火灾场景室内建筑物形变监测系统设计

针对火灾场景下，常规形变监测手段因无法克服恶劣环境而导致检测精度、通信效率、数据可信度降低的问题，设计基于LoRaWAN架构的建筑物形变监测系统。本系统主要包括倾角传感器、温度传感器、基于LoRaWAN的数据采集器以及网关。通过工字梁加负载形变试验，验证系统具有在火灾场景中实时传输建筑物内部可信形变数据的功能。