浅析不同开启形式自然排烟窗排烟效果

开展实体试验,利用乙醇加热烟饼产生热烟的方式,分析相同试验条件下平开窗、上悬窗、下悬窗及不同开启角度的烟气温度、成分及影像记录。试验结果表明,自然排烟的效果与房间结构形式、排烟面积及开窗形式有密切的关联性;当使用上悬窗作为排烟窗时,建议增大相应排烟窗面积,以保证良好排烟效果;平开窗的排烟效果受风向影响较大,在设计时应结合当地风向。     

窗口开启方式对PM2.5室内运动影响的探究

采用FLUENT软件模拟自然通风条件下,不同窗口开启方式下住宅室内PM2.5的运动和分布情况。窗口开启方式选择平开窗、上悬窗及下悬窗3种。连续相模拟采用标准模型,颗粒相模拟采用离散相模型(DPM)。研究结果表明:在室外空气质量优于室内的前提下,平开窗工况下,室内流场均匀平稳,室内颗粒物平均浓度最低;上悬窗工况下,对气流向上的引导作用造成下部人员活动区新风量降低,颗粒物堆积不易排出,室内颗粒物平均浓度最高;下悬窗工况下室内颗粒物平均浓度介于两工况之间。     

空气幕-顶部排烟系统控烟排烟有效性的研究

在火源两侧设置两道空气幕能有效阻隔火灾蔓延和烟气扩散。为了探明低射流风速下空气幕在点式集中排烟隧道内对火灾特征参数的影响,通过FDS研究了不同排烟量、射流速度和射流角度下隧道内烟气蔓延、温度分布和排烟效率的变化。结果表明:当HRR为30 MW时,射流速度至少应不小于2.5 m/s才能保证空气幕的隔烟作用;当射流速度在2.5 m/s以下时,射流角度越大空气幕的隔烟效果越差,这明显不同于射流速度较大的情形;空气幕能很容易地将空气幕外的温度控制在40 ℃以下,射流角度对逃生区域的温度分布影响不大,主要影响火羽流的分布;相同射流角度下排烟量越大排烟效率先升高后减小,而相同排烟量下随着射流角度的增大排烟效率逐渐减小;对于30 MW的火灾规模,推荐的控烟方案为:射流速度为2.5 m/s,排烟量为120 m³/s。     

地铁站台层楼梯结构对不同排烟模式下排烟效率的影响研究

由于地铁站台层空间狭小,故其建筑结构形式如楼梯的位置设置及开口朝向方式对火灾烟气的流动会产生较大的影响。采用CFD方法,对采用不同楼梯结构的站台层内车厢中央位置着火时的烟气扩散进行数值模拟,比较楼梯结构对防排烟模式的影响。结果表明:挡烟垂壁和楼梯口向下气流使得火灾时防烟分区效果较为明显,对烟气在整个站台层内的扩散起到了很好的阻碍作用;采用轨顶垂直排烟时,能及时有效的排出大量烟气,而采用两端水平排烟时,由于扩散至此防烟分区的烟气浓度较低,且排出烟气中混有大量空气,大大降低了排烟效率;楼梯呈"■■■■"分布,且采用轨顶垂直排烟模式对站台层内火灾烟气的扩散起到了很好的控制效果,对人员安全疏散较为有利。     

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。     

移动风机对公路隧道火灾烟气控制效果的模拟研究

公路隧道火灾烟气的控制一般通过固定排烟系统来实现,但是固定系统失效时,移动式排烟就成为控制和排除烟气的关键方式。设定风机风速为15 m/s,火源功率为5MW,风机角度为0°、10°、15°、20°,利用FDS模拟得到不同倾角下移动式风机排烟对公路隧道内火灾烟气流动的影响。结果表明:移动风机的倾角为0°时不能阻止烟气逆流;有倾角的工况下隧道界面上方风速比下方风速大;倾角大于15°时40s内能将烟气逆流控制在上游一定位置。     

回廊式超高中庭三级排烟效果模拟研究

针对高度大于100 m的回廊式超高中庭,建立物理模型,利用FDS模拟三级排烟策略下超高中庭的烟气填充规律。通过对温度、烟密度、能见度等参数综合分析,得到三级排烟设置方式对回廊区域的烟气控制效果。结果发现,超高中庭的火灾烟气填充具有类竖井特征。机械排烟系统会加剧中庭烟气扰动,促进中庭内各部分烟气均匀。中庭区域采用自然排烟有利于回廊的烟气控制,当中庭采用机械排烟时,排烟量一定程度增大并不会强化回廊的烟气控制,此时回廊区域排烟量对局部烟气控制起到重要作用。     

中庭自然排烟的数值模拟

利用FDS分别对热压单独作用和热压、风压共同作用下的中庭自然排烟进行数值模拟,对比分析按我国《高层民用建筑设计防火规范》的规定确定自然排烟窗开启面积的自然排烟和最小换气次数下的机械排烟的排烟性能,研究各工况下的中庭内烟气层高度、烟气流速、温度及烟气浓度。主导风向及主导风速对自然排烟效果影响显著。主导风速小于2.5m/s时自然排烟效果优于按最小排烟量设计的机械排烟。换气次数不小于6次/h时机械排烟有很好的排烟效果。     

盖下列检库射流风机与机械排烟系统协同排烟效果分析

应用FDS软件对某典型上盖开发式动车车辆段的盖下列检库射流风机与机械排烟系统协同排烟效果进行了模拟研究。通过分析火灾时烟气扩散速度、烟气层分布特征、一氧化碳浓度分布以及排烟效率等指标,对射流风机协同机械排烟和单独机械排烟的排烟效果进行对比研究。研究表明：射流风机协同机械排烟可有效减慢烟气的扩散速度,并且可降低库内大部分区域的烟层厚度,增加排烟口处的局部烟层厚度,以提高机械排烟系统的排烟效率。与单独的机械排烟工况中排烟效率相比,射流风机协同排烟将最不利排烟效率从33.1%提升至53.9%,最佳排烟效率从44.3%提升至55.1%。且在射流风机协同排烟工况中,对于库内一氧化碳的沉降控制和排烟效率,开启两组射流风机且距火源近端的风机组与相近排烟支管距离为风机的有效射程时效果最佳,且随火源远端风机组的向下倾斜射流角度逐渐增大至与水平面呈45°夹角,一氧化碳的沉降控制效果和排烟效率都提升。     

两种地下步行通道火灾排烟模式比较研究

采用理论和FDS数值模拟结合的方法,研究地下步行通道发生火灾（1.5 MW）时,半横向排烟和纵向排烟对地下步行通道内火灾烟气蔓延的控制效果。研究表明,在排烟量相等、送风量不等的条件下,除火源正上方温度超过60 ℃外,半横向排烟模式下火灾参数未达到临界值,有利于行人向火源两侧逃生;纵向排烟模式将火灾参数均控制在临界指标以内,大部分烟气被控制在火源下风侧,有利于行人向上风侧逃生。地下步行通道火灾时,从人员逃生效率以及消防人员应急救援便捷性的角度出发,宜采用半横向排烟模式;从行人受危险因素不确定性影响的角度出发,宜采用纵向排烟模式。     

外窗开启方式对居住建筑自然通风影响研究

利用计算流体力学的分析方法,用平均空气龄和空气龄标准差对自然通风量的大小及其通风均匀性进行研究。对采用推拉窗、上悬窗、平开窗的板式居住建筑在N、NNW、WN风向下的自然通风状况进行对比分析。研究发现,对于自然通风的均匀性,平开窗开启方式优于推拉窗、上悬窗开启方式。对于建筑自然通风量,当风向为N及NNW风向时,推拉窗开启方式优于上悬窗、平开窗开启方式。当风向为WN风向时,平开窗开启方式优于推拉窗、上悬窗的开启方式。当同时考虑建筑自然通风量与自然通风均匀性时,平开窗开启方式具有明显的优势。     

酒店中庭自然排烟方式的数值模拟

分析青海某庭院式酒店中庭区域的烟气蔓延,通过模拟得到排烟口高度处烟气层内热流、质量流、体积流随时间变化的情况,分析建筑自然排烟系统的有效性,并对比排烟口布置位置对排烟效果的影响。通过计算得出排烟窗面积为内庭院面积的10%时能够保障建筑的消防安全。在4.0 MW的火源功率下,火源稳定之后150s左右烟气层稳定在30～32m高度处;自然排烟口位于庭院中心处的排烟效果优于排烟口位于四周。     

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。     

排烟管道顶部接风管对带上盖车辆基地排烟效果的影响

提出了一种提高带上盖车辆基地机械排烟效果的方法,即设置顶部接风管.采用CFD流体力学数值模拟软件对顶部接风管的排烟效果进行研究.设置了4种开孔方式、3种顶部接风管开孔个数以及不同排烟量,通过测量带上盖车辆基地烟气层高度、盖板下方温度、能见度、CO浓度进行对比分析.结果表明:4种开孔方式排烟效果从好到差依次为顶部接风管四...     

环境风速对前室自然排烟效果的影响

采用实体火灾试验与 FDS 数值模拟相结合的方式,研究不同环境风场条件下,面积为 6 m 2 的前室中两个相对开启外窗的自然排烟效果,分析温度和烟密度分布。结果表明,影响排烟效果的主导因素是开窗面积,风速对前室下部温度的影响幅度大于上部温度。随着环境风速的增大,上部温度呈现缓慢线性下降的趋势,而下部温度由于烟气的沉降反而上升。根据模拟结果,提出当风速增大时,关闭迎风面窗户能改善烟气沉降现象,降低下层烟气温度,有利于人员安全疏散。     

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。     

地铁轨顶均匀排风系统及协同站台火灾排烟研究

采用Fluent模拟软件,分别对6节编组和8节编组地铁车站轨顶排热风口采用45°嵌装式调节阀调节形成的均匀排风及其在站台火灾工况下的协同排烟效果进行了研究。研究结果表明,两种形式的车站在轨顶排热风口处通过安装调节阀调节后,轨顶排热系统的排风量均随着排风压力的增大而增加;同一排风压力下,轨顶排热系统形成的总排风量,在轨顶排热风口处安装调节阀的方式均高于安装插板阀;采用调节阀各风口间不均衡率可保持在5%以内,实现了均匀排风,而采用插板阀各风口不均衡率则超过了20%,无法实现各风口间风量的均衡。两种形式的车站,通过安装调节阀形成的轨顶均匀排热系统在站台发生火灾时,车站站台每组楼扶梯口部均能形成向下不小于1.5 m/s阻止烟气向上蔓延的阻挡气流,轨顶侧排烟口处风量未超过最大允许排烟量,满足规范相关要求,协同站台火灾排烟方案有效可行。     

建筑外窗自然通风流量系数的影响因素分析

流量系数是反映建筑开口自然通风量的一个重要参数。利用Fluent软件对不同形式的建筑开口在自然通风下的流量系数进行了模拟计算,分析其各项影响因素包括通风口面积、通风口高宽比、通风口开启角度、通风口两侧温差等的影响情况。再利用SPSS软件对模拟结果进行多元回归,定量分析平开窗、推拉窗以及悬窗3种开口的流量系数。     

相对风速对高铁车厢火灾烟流及温度分布的影响

为探究相对风速对高速列车车厢火灾烟流及温度分布的影响,利用PyroSim建立我国复兴号某型二等座车厢火灾数值计算模型。在着火后3 min关闭外端门条件下,研究车窗破裂状态及不同的相对风速对车厢火灾烟流及温度分布的影响,评估火灾作用下高架桥列车运行的安全性。结果表明：对于人为砸碎应急逃生窗的情况,无论是形成单侧开口还是对流开口,对客室内部整体温度没有明显影响,火灾初期车厢火势主要向逃生窗破裂一侧蔓延;随着相对风速的增加,车厢走道温度降低,烟气抵达两侧客室端门的时间延长;在火灾初期,相对风速的增加对两侧通过台的冷却和排烟作用较为明显,缩小了危险区的范围;50 s前火源点附近很小范围为轻危险区,大致在（-2,2） m,车厢走道大多处在安全区,是人员逃生的最佳时段,综合考虑人员疏散及火势的蔓延情况,提出列车车厢发生火灾后安全运行速度为40 km/h。     

地铁轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案研究

以武汉某地铁车站为例,通过数值模拟和实验测试,对地铁车站站台发生火灾时轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案和站台端部专用排烟风管方案进行研究。研究表明,轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案可行,各楼梯、扶梯口处均能形成向下不小于1.5 m/s 阻止烟气向上蔓延的气流;当轨顶侧排烟口均匀布置时,站台火灾联动设备最少,协同排烟效果最好。站台端部专用排烟风管协同站台火灾排烟方案,在车站楼梯、扶梯口数量较多时,楼梯、扶梯口部阻挡气流风速存在低于1.5 m/s 的风险,应慎重选用。