高层建筑内火灾烟气扩散的数值模拟

对高层建筑内火灾烟气危害和防排烟设计进行了综述和讨论,介绍了采用数值模拟方法研究火灾烟气扩散的主要方法和理论,应用基于场模型的FDS火灾模拟程序,结合案例对比计算了自然排烟、机械排烟和机械加压通风系统设计方式下火灾烟气质量分数和烟气层高度,得到相应结论。     

高层建筑电梯活塞效应对电锑井及其前室烟气运动影响的数值模拟

通过对电梯运动产生的活塞效应的理论进行相关分析,采用CFD工具FDS5.4.1建立高层建筑典型的竖向疏散通道物理模型,选择大涡模拟方法进行数值模拟,研究电梯在不同运行过程中竖向疏散通道中的烟气运动规律,分析前室与建筑空间的压力差及烟气运动路径、速度的变化。模拟结果显示:电梯活塞效应会使电梯井及其前室的压力发生变化,电梯运动使得前室与建筑空间之间的压力差呈现先升后降的趋势;电梯向下运动一定程度上可以减缓烟气的扩散,而电梯向上运动会加速烟气通过前室向其它楼层地扩散。     

两种含竖井高层建筑烟气迁移规律模拟

采取数值模拟方法,对含竖井结构高层建筑布局影响火灾烟气迁移规律情况进行研究。结果表明,当竖井结构位于建筑物中间区域时更有利于火灾烟气向上部楼层传播,充满整个建筑物只需50s左右;而当竖井结构位于建筑物一侧区域时,时间延长到200s。因此,在进行高层建筑设计时,应尽量把疏散楼梯间设置在建筑物一侧,为人员撤离争取时间。     

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。     

高层建筑竖井内烟气流动特性及控制方法

竖井火灾烟气流动特性和控制是与高层建筑火灾安全紧密相关的问题。从竖井烟气流动作用因素、烟气参数分布特性与烟气上升速度3个方面论述了对于高层建筑竖井烟气流动特性的研究现状。总结了目前常用的竖井烟气控制方法及工程实践中存在的问题,提出了改善烟气控制效果的方法和思路。     

楼梯对竖井内火灾烟气运动影响的研究

以某住宅楼火灾风险评估为例,研究楼梯对竖井内火灾烟气运动影响规律。结合理论和数值模拟分析研究表明:火灾发生后楼梯井内烟气在热烟浮力和烟囱效应的作用下并没有先运动到最高层;影响楼梯竖井内烟气的运动不仅为热烟浮力和烟囱效应,楼梯也会产生较大的影响;对于楼梯井而言,由于楼梯的作用,烟囱效应不明显。     

地下公交站火灾烟气运动数值模拟

阐述地下公交站的现状及火灾危险性。利用FDS软件对不同喷淋和排烟设置下的烟气运动进行模拟,分析烟气运动规律及喷淋和排烟在烟气控制方面的作用。结果表明:靠近外墙体的监测点较之远离外墙体的监测点温度上升更快,能见度下降也更快;能见度通常领先其他火灾参数到达危险状态;喷淋系统在控制烟气蔓延上具有显著作用;喷淋失效时,单凭排烟量不足以阻挡烟气下降。     

多层建筑火灾烟气运动的数值模拟

阐述了烟气运动的数学模型．应用CFD技术对多层建筑火灾产生的烟气运动进行了模拟，分析了烟气的运动状况，初步论述了CFD技术的优缺点。     

隧道火灾烟气运动的数值模拟

对不同入口风速和隧道高宽比情况下隧道内的烟气运动进行模拟,分析隧道内的烟气分布情况.结果表明:随着入口风速的增大,隧道内整体的烟气浓度会逐渐降低.入口风速过大,加强了气流的湍流程度,使烟气层较早降至路面,隧道断面提前充满烟气,使火源附近近地面处的烟气浓度过高.当入口风速较小时,火源上部的部分烟气会逆着风向流动,产生回流现象,所研究工况下烟气不发生回流的临界入口风速为2.2 m/s左右.横截面积相同的情况下,隧道高宽比越小,烟气上升高度越高,隧道下部烟气量越少,利于救援和人员疏散.     

基于k-ε方程对高层建筑竖向通道中有毒烟气运动的数值模拟

通过建立k-ε方程湍流模型对建筑竖向通道中的烟气运动进行数值模拟,分析模拟数据,寻找有毒烟气在高层建筑竖向通道中的运动机理控制,对于火灾发生时救援工作的开展具有较好的指导意义。     

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.     

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。     

高层建筑火灾烟气蔓延的FDS模拟

建立了一个简化的高层建筑模型,采用FDS模拟软件对高层建筑火灾进行了火灾模拟,得出了烟气蔓延速度、温度、CO（一氧化碳）浓度以及能见度的变化规律,为高层建筑火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供了一定的理论依据。     

高层建筑烟气扩散计算机模拟的进展

描述了高层建筑火灾烟气的危害性,介绍了目前世界上在高层建筑火灾烟气扩散领域计算机模拟研究的方法和最新进展。     

邯郸市高层居住区室外风环境数值模拟研究

以邯郸市某小区为研究对象,结合Phoenics 2015软件模拟的方法,对小区室外风环境进行模拟分析,并对其优劣状况进行评价,为高层居住区室外风环境的分析提供参考。     

飘窗纵向防火性能数值模拟

使用FDS研究火灾中飘窗阻止火灾纵向蔓延的防火性能。采用t2增长型火源,火源面积2m2,位于房间中央,无水喷淋,最大热释放速率为6MW。选取300℃作为窗玻璃破碎的温度极限值。飘窗宽度分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1.0m。结果:8种火灾场景下,上层窗玻璃最高温度分别为147.7、185.8、248.8、176.6、209.7、179.1、184.5、212.6℃,均低于300℃的窗玻璃破碎温度。结论:①8种火灾场景,均不会导致上层窗玻璃破碎;②增加飘窗宽度作为纵向防火措施可在一定程度上取代窗槛墙,但上下玻璃窗之间要保证一定高度的防火间距。     

建筑室外平台对烟气蔓延的抑制作用

某城市广场利用外庭平台结构,将商业综合体的人员疏散同城市交通换乘相结合解决疏散问题。对其火灾时室外平台区域的烟气蔓延情况进行研究,利用FDS分别模拟楼层高度与室外平台宽度的不同比例对于烟气蔓延的影响,分析了烟气温度,能见度水平等主要安全指标,得出楼层高度与室外平台宽度比例在1∶0.6～1∶0.8之间时能较好地保障平台区域的人员疏散。并建议对室外平台同建筑的商业区域进行防火分隔,防止烟气蔓延到外庭区域。     

盾构机外部失火隧道内烟气传播数值模拟

用FDS模拟不同通风条件及水幕开启/关闭状态的火灾过程,分析盾构机外部配电箱失火时隧道内的烟气传播规律,通过比较隧道内关键位置处的烟气体积分数、温度、二氧化碳体积分数、氧气体积分数及能见度,评估对隧道内工作人员安全的影响。结果证明,水幕可起到一定的阻烟作用和很好的隔热作用,能降低盾构机一侧的二氧化碳体积分数,并使得掘进面附近工作区域内的能见度变化很小;在通风条件下,风流会阻隔烟气到达掘进面附近;水幕的阻烟效果及通风充足使得隧道内的氧气体积分数基本不变。     

武汉长江隧道通风排烟问题的数值模拟研究

采用大涡模拟火灾分析软件(FDS)分析不同火灾功率时通风速度对隧道烟气流动及温度分布的影响,可为今后的日常管理提供相关的运行控制参数。研究表明,在20MW的火灾规模条件下,隧道通风速度以控制在2.5m/s为宜。