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。     

对多层地下室共用窗井自然排烟问题的探讨

在某民用建筑平时地下室防烟排烟系统设计中:(1)两层地下室采用了共用窗井开窗自然排烟,从图面上看似满足规范要求,而在实际情况下是达不到能够安全疏散的理想效果。(2)地下部分的防烟楼梯间及其前室、合用前室利用窗井自然排烟防烟,无规范可依。(3)自然排烟受风向、热压、密闭性影响较大,必须有较好的气流组织才可以实现,对这种生搬硬套规范及不合理做法提出了自己的观点。     

通风过滤墙体自然引风性能研究

当室外环境受到气体颗粒物的污染时,室外的污染物将很容易通过建筑物的通风口渗透到室内,污染室内环境,影响人的健康。通过实验考察了具有过滤功能的通风墙体在自然条件下的引风性能及在建筑中使用的可行性。实验结果显示,在风压和热压单独作用的条件下,当风压较小时,热压驱动的作用较风压明显,随着风压的逐渐增加,风压驱动的作用有明显的增强。在本文所设定的实验条件下,引风量的最大值发生在热压和风压的耦合作用条件下,为27.4 m~3/h。经分析发现,热压一定时,增加风压对引风量有显著的影响,而风压一定时,随着热压的增加,总引风量的增幅不明显,风压仍起到主要的驱动作用。     

民用建筑防烟措施调研与探讨

以问卷调查的方式,调研了居住建筑和公共建筑机械加压送风防烟和可开启外窗自然排烟防烟方式的使用情况。结果表明,在设置了机械加压送风系统的场所,在外观上完全符合消防要求的为42.9%。此比例甚至低于自然排烟防烟方式的最大可能可靠度50%。机械加压送风系统存在的问题并不是个例,针对2种防烟方式的应用提出了相应的解决思路。     

高层建筑中的烟气流动规律

本文就风压、热压等因素对高层建筑中烟气流动的影响进行了分析,并指出了高层建筑自然排烟设计中需注意的一些问题.     

自然排烟设计常见问题分析

文章通过对自然排烟设计图纸审查过程中发现的问题进行统计,发现78%的项目自然排烟设计中出现问题。其中无暖通图纸的项目错误率更高。自然排烟设计容易在规范引用及设计说明、防烟分区及挡烟垂壁设置、排烟窗设置及其有效面积计算及补风系统设置上出现问题。需要提升设计人员的自然排烟专业设计能力及加强设计院和施工图审查单位的校审工作。     

防烟楼梯间及前室正压送风系统区域烟气控制模型的建立

烟控模型是研究防排烟技术的一种重要工具，就防烟楼梯间及前室正压送风系统区域烟控模型的算法进行了介绍。该烟控模型分析了包括时间、建筑分隔情况、开口流量系数、围护结构漏风系数、热压风压、风道阻力、开门工况等众多因素对正压送风系统的影响，并以网络数值计算为工具，对正压送风系统进行了动态分析。模型的建立对于建筑特别是大型公共建筑的消防安全进行性能化评估具有重要的意义。     

高层建筑防排烟研究(2):对高层建筑加压送风系统划分的研究

对高层民用建筑防排烟的加压部位进行了优选,确定前室或合用前室为最佳加压部位。对机械加压送风防烟设施与自然排烟防烟设施进行了甄选,认为应淘汰自然排烟防烟设施,采用机械加压送风防烟设施。建议由最佳加压部位(即前室或合用前室)和机械加压送风防烟设施组成只向前室或合用前室加压的机械加压送风防烟系统。     

高层建筑前室自然排烟窗设计探讨

指出了防排烟是高层建筑防火设计的一项重要内容，对高层民用建筑防烟楼梯间、前室及合用前室自然排烟窗的设计进行了详细的分析，并提出了具体的做法，具有一定的参考价值。     

对高层建筑防烟楼梯间及其前室采用自然排烟方式的高度限制

本文从自然排烟的原理分析了影响自然排烟效果的几个主要因素，并从理论与实际应用中导出了采用自然排烟方式在防烟楼梯间应用的限制高度。     

地下大空间步行街火灾自然排烟有效性热烟试验

采用热烟试验方法研究某地下大空间步行街区采用自然排烟模式的有效性。火源面积为 2 m2 ,火源的功率约为1 500 kW,设置 3 处典型火源位置。结果表明,在自然排烟模式下,大部分烟气在热浮力作用下通过火源上方的自然排烟口排出至室外,仅在局部区域产生少量烟气的聚集、沉降现象。在模拟计算的人员疏散时间内,疏散路径及疏散出口能见度高,总体控烟排烟效果明显,烟气流动沿程的温度变化对人员疏散行为的影响不明显。     

公路隧道相向射流与竖井自然排烟组合烟气控制研究

通过开展相似试验,研究在相向射流与竖井自然排烟组合模式下,火源位置、风速和火源功率对烟气控制段长度的影响。试验考虑了3种组况,53种工况,通过改变火源位置、风速和火源功率,分析讨论了不同工况下火源烟气控制段长度。试验表明,增加上游（距离火源更近端）风速,会导致上游烟气控制段减少;增加下游（距离火源更远端）的风速,烟气控制段长度会受到火源功率、火源位置等多种因素的耦合作用。增大火源功率会增加烟气热浮力,使下游机械风对烟气的影响减弱。     

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。     

侧部重点排烟与水喷淋协同作用下隧道烟气运动研究

合理的水喷淋设计参数及排烟策略，可保证隧道有效排烟和烟气层的稳定性，为人员安全疏散提供有利环境。为研究侧部排烟模式下烟气失稳临界状态时最佳喷水流量和排烟口设计参数，采用FDS 对15 MW 火灾规模下，不同喷水流量、排烟量、排烟口间距及排烟口高度下19 组工况进行模拟计算。结果表明：喷淋流量越大，烟气层高度越高，隧道整体温度降低，改变喷水流量对控制烟气层的稳定性效益不大，隧道空间内有烟气滞留；排烟量为70 m3/s、排烟口间距为50 m、排烟口高度为3.2 m 或4.0 m 为烟气层稳定临界状态时的排烟口最佳参数，此时侧部抽吸力向上的分力与烟气的热浮力大于水喷淋拽曳力，烟气层较稳定，隧道空间内无旋涡烟气滞留，有利于排烟和人员疏散。     

高层建筑条形走廊自然排烟效果的数值模拟与评价

采用场-区模型模拟火灾发生时高层建筑条形走廊内的自然排烟过程,考虑了室外风向、风速、起火房间位置、走廊宽度和外窗尺寸、季节以及内走廊长度等因素对自然排烟过程的影响,对模拟结果进行分析并得出相应结论,结果显示当内走廊长度超过30m时,走廊内采用自然排烟不能保证人员的安全疏散。     

重点排烟模式下坡度隧道烟气控制优化研究

针对不同坡度隧道,对重点排烟模式下的烟气控制效果进行研究。以某三车道隧道为例,采用FDS对不同坡度、单向与双向重点排烟以及不同的排烟口开启方式等多工况进行模拟研究,分析烟气蔓延长度、能见度和隧道洞口自然补风风速等关键性判据的变化规律,提出重点排烟模式下不同坡度隧道的烟气控制优化建议。     

外界风影响下高层建筑竖井自然排烟可行性

以高层建筑竖井自然排烟为研究对象,利用FDS软件对竖井自然排烟进行模拟,研究外界风对自然排烟的影响.模拟结果表明:当排烟口处于迎风面时,竖井自然排烟受到的影响最大;当竖井顶部四面开启排烟口时,自然排烟受室外风的影响最小.由模拟可见,通过合理设计竖井结构,高层建筑竖井自然排烟是可行的.     

CFD modelling of the effect of fire source geometry and location on smoke flow multiplicity

Understanding solution multiplicity of smoke flow at the same building configuration and ambient conditions is important for managing smoke flows and human evacuation in buildings. One of the known examples with solution multiplicity is in a simple single-compartment building on fire under an opposing wind. The occurrence of multiple solutions of smoke flow is induced by competing wind and thermal buoyancy forces. Under a given and moderate wind, the critical buoyancy flux ratio for the existence of smoke flow multiplicity, which is a ratio between defined parameters representing buoyancy force and wind pressure, is related to building height and opening area, as shown using a zone model. Computational fluid dynamics (CFD) simulations were used here to evaluate whether the behaviour of smoke flow multiplicity was affected by the geometry and location of the fire source(s). Our simulation results were in good agreement with previous macroscopic analysis results. A floor fire source can produce the largest smoke flow rate in the buoyancy-dominated flow regime among the tested cases while two corner sources can produce the smallest smoke flow rate. A floor source had a relatively large smoke flow rate in the wind-dominated flow regime while a point source had relatively small smoke flow rate. Moreover, a larger critical buoyancy flux ratio and a larger range of fire power in which smoke flow multiplicity existed were found for a floor fire source than for other sources. Switching of smoke flow solutions in building fires was found to depend on the initial conditions and the magnitude of flow perturbations.     

倾斜导烟板对隧道机械排烟效果影响研究

摘 要：排烟口风速随着负压差增大而增大,而增大排烟口负压容易出现吸穿效应,同时由于烟气沿顶棚纵向扩散时存在水平惯性力,往往还未进入排烟口就流向其后方,使控烟效果变差。针对上述问题,在排烟口下方设计了一种倾斜导烟板（ISD）来优化排烟口处流场,增大排烟口处的负压差,抵挡排烟口下方烟气的水平惯性力并抑制吸穿效应,提高排烟效率。应用FDS模拟验证ISD对排烟效果的影响,结果表明,ISD装置能明显提高排烟口的排烟能力,当倾斜挡烟板垂直高度为600 mm时,与普通排烟口相比,流向下游的热量流量减少99.8%,排烟口下方负压增大3倍,并且对抑制吸穿现象效果明显,机械排烟效率得到提高。     

排烟口附加组合挡板对隧道火灾排烟效果的模拟研究

建立单孔隧道模型,采用FDS 数值模拟分析不同高度的组合挡板对隧道机械排烟的影响。结果表明,相较于普通排烟口,安装组合挡板可以有效提高隧道机械排烟效率,改善排烟口处气体压力场的分布状态,减小垂直方向的排烟风速,加大水平方向的排烟风速,从而降低吸穿现象发生概率。经模拟验证,发现组合挡板高度是影响吸穿现象发生的重要因素,组合挡板会使排烟口前方烟层厚度变小,当烟层厚度小于挡板高度时就会发生吸穿现象。通过比较挡板高度分别为50、65、80、95、110 cm 几种情况的模拟效果,发现H=50 cm 工况排烟口处的烟气浓度最高,单位时间排烟量最大,排烟效果最好。