双层盾构公路隧道侧向重点排烟效果研究

摘 要：利用FDS对某双层盾构公路隧道的侧向重点排烟系统进行了模拟研究,探讨了排烟口面积、间距、排烟口开启方案以及纵向通风对排烟效果的影响。结果表明：在无纵向风的条件下,火灾稳定后排烟口的面积为3~5 m2、排烟口间距为60~100 m时,排烟口的面积和间距对排烟效果的影响很小。随着纵向通风风速的增大和上游排烟口开启数量的增加,隧道侧向排烟系统的排烟效率明显减小。双层隧道上下层排烟口的排烟效率分布规律基本相同,下层隧道的总排烟效率略高一些。本文所研究的双层隧道发生20 MW火灾时,在纵向通风风速2 m/s下,排烟口间距为60 m,排烟口面积为4 m2,上游开启2个排烟口、下游开启4个排烟口时排烟效果更好。     

侧向排烟口对双层隧道机械排烟的影响

双层隧道具有空间利用率高,通行量大等优点,但由于顶部空间有限,多采用侧向排烟的方式控制隧道火灾时烟气的蔓延.以某越江隧道为例,采用火灾动态模拟软件FDS,改变排烟口数量、面积、间距,设计6个火灾场景,定量分析侧向排烟口的设置对机械排烟效果的影响.分析各排烟口流量、流速,分析隧道内温度分布、能见度分布.结果表明:在火源功率20 MW、无纵向风条件下,排烟口面积、排烟口开启数量以及排烟口间距都在火灾发生初期对烟气的蔓延起控制作用;提出在排烟口面积为4 m2、排烟口间距为90 m、火灾时开启4个排烟口时,排烟效果更经济合理.     

仓储建筑自然排烟数值模拟

在分析仓储建筑自然排烟原理和方式的基础上,结合实例进行火灾烟气运动的数值模拟,针对不同的自然排烟方式和自然排烟口面积设置相应的火灾场景,分析仓库自然排烟的一般规律:水平天窗比竖直侧窗排烟稳定,排烟量也较大;在相同排烟口面积的情况下,水平天窗排烟对控制烟气层的下降更为有效;在室内具有竖直排烟口的情况下,屋顶水平排烟口一般不会发生倒吸现象,而采用侧窗竖直排烟时部分侧窗可能变为进风口.     

环形走廊机械排烟口水平布置对机械排烟效果的影响

以1幢高层建筑环形走廊为例,利用火灾动力学模拟软件FDS研究了环形走廊不同的排烟口水平布置方式对走廊机械排烟效果的影响。定义了排烟效率和排热效率2个定量评价机械排烟效果的指标,计算了各种工况的排烟效率和排热效率,通过与走廊上温度等参数的对比分析证明了这种方法的可行性。研究表明:对于环形走廊,排烟口的开启数量和设置位置对排烟效果具有很大影响,在排烟量一定的情况下,并非开启排烟口数量越多越好。针对本文火灾场景,排烟口设置在走廊的转角处比设置在走廊中间位置排烟效果更好;当排烟口设置在4条走廊的转角处时,火灾时开启适当位置的2个排烟口排烟效果远好于4个全开。     

某大型场馆不同排烟方案的比较与分析

针对某大型体育场馆,基于FDS数值模拟,通过分析烟气层下降特征和温度场特征,研究排烟系统中排烟口位置、排烟口数量以及排烟口气流速度这三个主要参数对排烟效果的影响.结果表明,排烟口设置于顶棚位置,排烟效果较好;在总排烟面积一定的情况下,排烟口数量越多,排烟效果相对越好;对于排烟口气流速度,则需根据具体的场馆参数,找出最佳气流速度,从而实现最好的排烟效果.     

扁平大空间机械排烟全尺寸试验研究

利用全尺寸热烟试验,研究了机械排烟系统在典型扁平大空间中的排烟有效性.通过改变防烟分区面积、排烟量、排烟口位置和排烟口数量,研究不同工况下烟控方式的有效性.研究发现,排烟距离对排烟效果影响很大,超出一定距离后,烟控效果较差.当防烟分区内有均匀分布两个以上排烟口时,排烟效果明显优于单个排烟口的排烟效果.同时,理论公式算得的排烟量能够有效控制烟气蔓延,我国规范规定的排烟量计算方法相对较为保守.另外对试验中存在的烟气弥散和烟气回填现象进行了探讨和分析.     

高层建筑走廊机械排烟的数值模拟研究

采用场一区复合模型模拟起火层内的烟气运动过程，分析了走廊通道内三种机械排烟方案的烟气控制效果。模拟结果表明，与排烟量相比，排烟口的位置和数量对排烟效果的影响更大；排烟口应尽量远离疏散出口。     

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。     

高大中庭建筑防排烟设计方案研究

以某已建大型建筑综合体内中庭式建筑为研究对象,采用大涡模拟的方法研究了该高大中庭内分别设置自然排烟和机械排烟系统时的烟气控制效果。自然排烟开口面积按中庭地面面积5%计算,同时考虑了夏季高温环境对烟气运动的影响。机械排烟系统包括建筑内首层排烟、中庭中部排烟以及中庭顶部排烟三个部分,通过对中庭内温度场、速度场和排烟口处CO浓度的分析,得到了高大中庭建筑结构内的最佳排烟方案。     

基于烟气特性的商业综合体防排烟研究

理论分析中庭类商业综合体建筑的火灾烟气特性,计算中庭类商业综合体自然排烟系统排烟口的有效面积,并提出大型商业综合体自然排烟排烟口有效面积的设计理念。以某大型商业综合体为例,采用FDS对基于4MW火灾烟气特性的自然排烟系统的排烟效果进行数值模拟。结果表明:当火源最大热释放速率为4MW时,在该建筑自然排烟系统排烟窗有效面积占中庭地面面积的37.8%时,火灾产生的大部分烟气能够通过顶面自然排烟窗排至室外;各层安全出口附近距离地面2m高度处的烟气在1 800s内均能满足安全疏散的条件;数值模拟与理论预测的排烟效果一致。     

某室内商业步行街火灾烟气控制研究

为了研究室内商业步行街的火灾烟气控制效果,以某城市综合体为例,模拟室内商业步行街火灾,在中庭位置设置1.5 MW酒精火源,点火后分别联动开启排烟设施和手动开启自然排烟设施,观察两种工况下室内步行街内烟气蔓延情况,并测量试验区域温度等参数.试验发现,相较于顶部自然排烟,采用联动机械排烟的烟气沉降速率低17％,烟气层高度高...     

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。     

灭火救援专业知识智能匹配算法

摘 要：基于当下灭火救援领域中的突发事件,提出灭火救援专业知识智能匹配算法,该算法基于自然语言处理和注意力机制计算案件描述和消防预警信息之间的语义关系,从而实现相关灭火救援专业知识的匹配。首先基于自然语言处理的方法学习句粒度级别的语义信息,然后基于注意力机制学习词粒度级别的语义信息,最后基于两个级别语义信息的交互,根据信息之间局部差异推断两个句子之间的关系。试验结果表明：该算法具有优异的性能,能够同时从词和句两个粒度上更准确地理解句子,实现基于案件描述的灭火救援专业知识智能匹配。     

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。     

大型机库消防排烟风量近似分配方法与模拟检验

合理的排烟风量分配对大型机库的火灾烟流控制与消防安全至关重要。基于大型机库烟流浓度分布的特征,提出“污染面积比”风量分配方法,并给出了相应的风量分配计算模型。为阐明“污染面积比”风量分配方法的有效性,以武汉某机库的等风量分配法为对比案例,借助FDS软件,分别对机库能见度、中心截面速度分布、排风口附近横断面烟气浓度分布、近火点温度和CO浓度的变化规律进行了数值模拟。结果表明,采用“污染面积比”风量分配法,燃料稳定燃烧600 s后库内能见度明显提高,顶棚无明显的烟气回流与集聚现象,排风口附近断面烟气浓度较低且分布均匀,火源附近烟气温度和CO浓度显著下降。由此证明,在总风量确定的情况下,“污染面积比”风量分配法是一种有效实现机库快速排烟、提高消防作业安全性的风量分配新方法。     

排烟口对地铁隧道火灾机械排烟效果影响研究

利用火灾动力学仿真软件FDS研究了排烟口面积和排烟口长宽比对地铁区间隧道火灾排烟效果的影响(火源功率为5 MW)。即对不同工况下,人眼特征高度层温度,CO浓度,能见度以及顶棚温度进行研究并进行对比分析。结果表明:排烟口面积为4m^2、排烟口长宽比1:1更有利于人员疏散。     

送排风对中庭烟气温度影响的实验研究

通过理论分析得出了无喷淋中庭火源的火焰气流各分区的高度范围及烟气温度随中庭高度的变化趋势.在模型中庭内进行了发烟实验,得到了在自然状态、上送风、下排烟和上送下排状态下烟气温度随模型中庭高度的变化曲线.实验结果与理论结果的对比表明,在湍流区二者偏差不大.     

超高层建筑玻璃幕墙破裂对室内排烟影响研究

采用FDS对某超高层建筑标准办公层在不同排烟模式、环境风下玻璃幕墙破裂时的火灾参数进行分析.结果表明:机械排烟关闭时,室内排烟效果由高到低分别为无风下玻璃幕墙破裂、玻璃幕墙不破裂、有风下玻璃幕墙破裂.机械排烟开启时,室内排烟效果由高到低分别为玻璃幕墙不破裂、无风下玻璃幕墙破裂、有风下玻璃幕墙破裂.机械排烟关闭时人员的可...     

着火列车制动进站过程烟气扩散特性模拟

为探究火灾列车制动驶向地下车站进行救援时的烟气扩散特性，采用理论分析和数值模拟的方法研究在不同控制烟气措施下，火灾列车减速至停止过程中烟气在车站轨行区及站台层的扩散规律，以及车站防灾通风系统受到的影响。结果表明：火灾列车制动进站时受移动火源与活塞风两大特性影响，烟气在上下游表现出明显的不均匀、不对称分布规律；屏蔽门虽能有效阻止烟气蔓延至站台层，但同时会增大轨行区活塞风速，增加烟气蔓延速度，不利于安全疏散；受活塞风影响，轨行区排烟效率下降了14%，轨行区各排烟阀火灾中下游排烟效率更高。