住宅建筑内火灾高温烟气流动数学模型

以住宅建筑火灾安全为研究背景,根据多室实体住宅建筑模型室内火灾升温及高温烟气流动影响的试验结果,重点讨论了起火房间尺寸、门洞尺寸及枢纽空间等3个主要空间构造因素对室内高温烟气流动影响。以质量守恒等相关热力学和流体力学基本概念建立了住宅空间单室尺寸与高温烟气分布的几何关系模型;利用动量守恒控制体法建立了开敞空间的开口尺寸与烟气扩散的关系模型。分析表明,住宅建筑火灾安全应充分考虑空间构造形式的影响;通过对烟气流动模式的独立房间尺寸设计和房间连通形式设计,可以有效地控制室内温度分布和烟气流动路径。     

巷道火灾中烟气流动规律研究

矿井火灾烟气蔓延,威胁着井下工作人员的生命安全。文章利用FDS软件模拟不同风速和不同火源位置下烟气蔓延特性,应用烟气温度、烟气浓度等参数,得到不同工况下烟气流动规律,结果表明:不同火源位置下,烟气流动差异很大;通风风速越大,火源上风侧烟气浓度越低,下风侧烟气聚集越多。     

学校宿舍楼火灾烟气流动及温度分布规律研究

建筑物发生火灾时,产生的大量烟气是对人员危害性最大的因素之一。为了研究火灾时的烟气流动规律,运用场模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulator)对甘肃地区某内长廊式初级中学宿舍楼在各层门窗及一层主出入口的开启和闭合等不同通风状况下的火灾场景,进行数值模拟,研究了建筑物通风情况对火灾时烟气流动、温度分布的影响规律。分析结果表明:通风面积越大,烟气层高度越高,而走廊和楼梯间温度均较低;烟气容易在楼梯出口处聚集,特别是一层通向外界的出入口封闭后,对流换热效应减弱,烟气很容易蓄积,形成蓄烟池效应。根据研究所得烟气分布规律,提出内长廊式学生宿舍的安全疏散设计和应急管理的改进措施。     

坡地对建筑火灾烟气流动的影响分析

从紧靠建筑的坡地对烟气流动的作用、烟气分布特性等方面分析不同坡度的坡地对建筑烟气流动的影响,得到不同楼层窗口温度变化及着火层室内烟气层高度变化。提出此类建筑火灾烟气的控制方法、工程实践中存在的问题,提出提高建筑消防安全性的措施。     

建筑物火灾烟气流动性状预测

述及国家自然科学基金资助项目《建筑物火灾烟气流动性状预测》的主要研究成果。介绍建筑物火灾烟流数学模型及其应用软件,并将数值模拟结果与实体火灾试验结果进行比较。     

建筑中庭及周围房间火灾烟气运动规律研究

运用FDS软件对中庭及周围房间发生火灾后烟气填充过程进行模拟,研究起火位置对烟气运动规律的影响。研究结果表明,中庭火源功率大,烟气温度最高。起火点位置越高,顶棚烟气层温度越大;受烟气控制系统及中庭蓄烟作用的影响,烟气层停留在起火层,不会影响下层人员疏散。分析结果对中庭及周围房间消防性能化设计提供参考。     

阳台在建筑火灾中阻碍烟气垂直传播规律初探

建筑发生火灾,阳台能有效阻止火焰沿外墙面竖直向上传播蔓延速度,然而,阳台在现行国家建筑设计防火规范上未作任何要求.采用适当比例的物理模型进行实验研究,初步探讨了建筑在火灾条件下不同形式的阳台对烟气沿外墙面流动的影响因素,针对四种不同的阳台形式(封闭式凹阳台、开敞式凹阳台、封闭式凸阳台和开敞式凸阳台)进行了探讨,旨在推动我国在建筑阳台消防功能领域中进行更深一步的研究与分析.     

室内火灾烟气流动随机性研究述评

评述了目前国内外室内火灾烟气流动随机性研究的现状、室内空间火灾烟气流动随机性的基本原因、影响烟气流动随机性的因素以及这些因素的影响机理等.     

中庭烟气流动与烟气控制分析

阐述了烟气流动和烟气控制中的基本概念－烟、烟羽流、区域模型、稳态与非稳态火灾等,以美国全国消防协会设计指南ＮＦＰＡ ９２Ｂ为基础,讨论了中庭烟气控制方法和中庭烟气控制系统的设计计算。     

古建筑火灾烟气流动特性研究

对火灾中古建筑各区间温度变化情况进行了测量,并对着火室、着火室邻近房间、距离着火室较远的房间、庭院等处的温度变化曲线进行了分析,结果表明:模型着火房间和其他房间温度都能稳定一段时间后才开始剧烈升高,这段时间之前是相对安全的;火灾中靠近模型着火房间的房间温度变化最为显著,火源剧烈燃烧之后,温度梯度最大,距离模型着火房间最远的房间测点5～6处房间温度变化最小,温度梯度最小.庭院处的温度变化并不剧烈,可作为人员逃生的暂时路径.     

建筑开口流量系数及其对火灾烟流的影响

在高层建筑火灾试验塔上测试了典型门、窗不同开度时的流量系数。该系数可用于火灾烟气流动预测计算,也可用于压送风量及一般建筑通风换气计算。同时,运用建筑物火灾烟气流动性状预测计算软件,分析了门窗开度及流量的系数对火灾烟流的影响。     

含吹拔空间的高层建筑火灾烟气流动数值模拟

研究设有吹拔空间的高层建筑烟气流动及火灾蔓延特征,分析其对防火分区和安全疏散的影响。采用性能化消防设计的方法对某设有74.65 m、55.95 m双吹拔空间的一类高层建筑建立火灾发展模型、设计火灾场景、用CFD火灾模拟软件进行数值模拟。结果表明该建筑利用吹拔空间自然排烟时各火灾场景均能满足各层人员疏散的性能指标,在吹拔空间四周环廊上设置挡烟垂壁影响烟气的顺畅排出,缩短了危险来临时间,增大了火灾的危害性。提出吹拔空间式建筑宜利用烟囱效应优先采用自然排烟方式,烟气控制宜疏堵结合,以疏导为主的设计理念。     

高塔住宅设计交通核最小化原则及房型的优化

文章从高层消防规范认识出发,把高塔住宅交通核面积设计到最小化程度,并保证套内舒适的使用面积,优化的房型,以提高高层住宅设计使用面积系数。     

大空间建筑消防安全评估

根据大空间建筑特点建立了消防安全评估指标体系;介绍了评价指标权重确定方法。用模糊数学理论建立了评价大空间建筑火灾的模糊评价模型,并用该模型对某一大空间建筑消防安全进行了评价。     

含内天井的高层建筑火灾烟气流动数值模拟

研究设有内天井的高层建筑烟气流动及火灾蔓延特征,分析其对防火分区和安全疏散的影响。采用性能化消防设计的方法,对某设置74.65 m、55.95 m双内天井的一类高层建筑,建立火灾发展模型、设计火灾场景,用CFD火灾模拟软件进行数值模拟。结果表明:该建筑利用内天井自然排烟时,各火灾场景均能满足各层人员疏散的性能指标,而在内天井四周环廊上设置挡烟垂壁则影响烟气的顺畅排出,缩短了危险来临时间,增大了火灾的危害性。提出内天井式建筑宜利用烟囱效应优先采用自然排烟方式,烟气控制宜疏堵结合,以疏导为主的设计理念。     

北京地区住宅中活动式火灾荷载的调查分析及标准值的确定

对北京地区的普通住宅进行了活动式火灾荷载的调查统计,并采用课题组前期理论研究成果进行了数据分析,确定活动式火灾荷载密度标准值为1197.17MJ/m2。通过对卧室、客厅、厨房火灾荷载值的分别计算可知,卧室的火灾荷载密度最大;通过对不同可燃物在可燃物总值中所占比例的计算,发现木材在住宅中是主要的可燃物;另外通过计算确定建筑物的活荷载与火灾荷载之间的比例分布也不拒绝服从极值Ⅰ型分布,其标准值为22.92。