南京开发出“火灾防烟空气幕”

据报道,由南京工业大学城市建设与安全环境学院何嘉鹏教授主持研究的“火灾防烟空气幕”项目最近获得了南京市科技进步一等奖,并取得了国家实用新型专利。该”防烟空气幕”具有隔烟、人员可自由出入隔烟场所等功能,其隔烟有效率达到98％以上,解决了城市地铁与高层建筑火灾烟气易造成人员窒息伤亡的难题。     

基于正交分析的空气幕特征参数设置研究

为了研究空气幕不同参数设置对烟气控制的影响,利用FDS软件,以沈阳市某地铁站为原型,建立了火灾烟气运动模型。运用正交设计的方法分析空气幕射流速度、射流角度、射流厚度及射流气体含湿量四个因素影响空气幕防烟效果的主次关系,得出了最佳模式的空气幕参数设置组合,并给出实际工程中空气幕的建议设置参数。最后,通过与挡烟垂壁的控烟效果对比,得到空气幕可以对烟气进行高效控制的结论。     

防烟空气幕性能测试研究

在理论与实验研究的基础上完成了防烟空气幕性能测试研究，得到了外加动力防烟空气幕与自带动力防烟空气幕风量、风速与功率之间的关系曲线。     

地铁站火灾烟气扩散控制模式的数值模拟

提出了在楼梯口采用防烟空气幕来代替挡烟垂壁及速度不小于1.5m/s向下气流的烟气控制模式。建立了双层地铁车站的物理模型,采用CFD方法模拟比较了4种烟气控制模式的控制效果。结果表明,在楼梯口设置防烟空气幕不仅可以保证人员6min以上的安全疏散时间,而且减少了所需新风量,可以有效阻止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散。     

长廊型高层建筑火灾烟气控制模式的效果比较

为研究走廊中常见烟气控制模式的效果,采用数值模拟与全尺寸长廊实验相结合的方法,对采用挡烟垂壁、机械排烟和空气幕等多种组合的防排烟模式的防排烟效果进行分析.比较各种模式下烟气的温度分布、质量分数分布以及烟气沉降时间,设计5种排烟模式.结果表明:防烟空气幕效果明显.采用前室部分加压并在前室门口设置防烟空气幕,同时开启两个排烟口的排烟模式具有最佳的烟气控制效果,其排烟效率达到74.52%.     

防烟空气幕在隧道火灾中的试验研究

为研究防烟空气幕在隧道火灾中的挡烟效果,在应急管理部四川消防研究所隧道试验基地开展了一系列1 MW和2 MW的全尺寸火灾试验,分析了隧道内温度以及氧气的分布情况。试验结果表明:防烟空气幕能有效控制烟气蔓延;火源功率越大,火源附近氧气体积分数越小;空气幕出流风速越大,隧道内氧气体积分数越大,聚积在火源上方顶棚处烟气量越少,顶棚处温度越低。     

高层建筑火灾烟气控制模式的数值分析

根据我国现有高层建筑所采用的主要防排烟方式,采用CFD的方法完成了火灾时烟气的不同控制模式的模拟,并对不同的防排烟模式的模拟结果进行比较.结果表明当采用走道排烟加前室门设置空气幕或前室和楼梯间的加压防烟时,其烟气空气效果基本一致,均不能满足整个建筑的安全疏散时间的要求,但空气幕防烟较加压防烟所需新鲜空气量更少,能有效防止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散.当采用空气幕加前室或楼梯间加压的组合防烟时,能较好的控制烟气的扩散,满足安全疏散时间的要求,即可以用空气幕和加压的组合来代替传统的前室和楼梯间加压的防烟方式.本文的研究成果可以为合理的设计高层建筑火灾时烟气的控制方式提供了一定的理论依据.     

高层民用建筑要注意防烟排烟设计

火灾发生时如何及时排除烟气,保障高层民用建筑内部人员的安全疏散和有利于扑救火灾,正确合理地设计防烟、排烟设施起着重要作用。一、防烟分区的合理划分防烟分区主要用挡烟垂壁或档烟梁等设施来划分,目的在于防止烟气扩散,满足火灾时人员的安全疏散及扑救需要。（一）防烟分区不得跨越防火分区且面积不宜过大。如果防烟分区跨越了防火分区,则形成防火分区的防火门、防火卷帘、防火阀必须具有隔烟性能,而且要与感烟报警系统联锁,而实际上这些设备难以达到此要求。从实际排烟效果看,防烟分区面积划分得越小则排烟效果越好。然而,在…     

高层建筑疏散楼梯和消防电梯前室门的防烟空气幕计算

本文推荐在疏散楼梯和消防电梯前室门上采用防烟空气幕，并通过对烟气流动的理论分析，推导出了防烟空气幕风量的计算公式。     

商场空气幕挡烟应用的数值模拟

针对某商场空气幕挡烟的实际应用,采用FDS对空气幕挡烟效果进行探讨,主要分析不同部位起火时的空气幕挡烟效果.结果表明,空气幕距离火源越远,挡烟效果越差;应用空气幕挡烟的前提是保证着火区排烟系统设置合理.     

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。     

地铁火灾空气幕挡烟效果数值模拟

分析采用空气幕阻挡地铁楼梯口烟气蔓延的可行性和有效性。采用CFD模拟不同空气幕出口速度、出口角度以及来流烟气温度对空气幕挡烟效果的影响。结果表明,设定火灾场景下,空气幕出口速度为4.2m/s、出口角度为15°~45°时,可以对一定温度范围的烟气进行有效阻挡,但是挡烟失败后,烟气对人员疏散的危险性会增加。另外,烟气温度也会影响空气幕的挡烟效果。     

空气幕对列车车厢火灾烟气的影响规律研究

为研究防烟空气幕对列车车厢火灾烟气的影响规律,建立了CRH2A动车组一节车厢的内部模型,利用FDS模拟软件对列车车厢火灾时期的烟气流动规律进行数值模拟.依据给定火灾场景下烟气水平运动速度设置空气幕水平切向速度,通过改变空气幕安装角度,研究车厢内部火灾时,在空气幕作用下车厢空间各区域烟气层高度的变化,温度及CO浓度的分布...     

地铁车站敞开楼梯口空气幕挡烟效果测试

通过在某真实的地铁站台开展的全尺寸空气幕挡烟效果实验,研究了不同火源距离下,空气幕出口射流速度和角度对挡烟效果的影响.实验发现,当火源距离楼扶梯口较远时,较小的射流速度和竖直向下的射流角度能起到很好的挡烟效果;当火源距离楼扶梯口较近时,适当增加角度可以有效延长挡烟时间;空气幕出口射流风速取5～7 m/s、倾角取15°～30°时挡烟效果较好;排烟系统开启对烟气蔓延的控制作用优于空气幕,但空气幕并不妨碍排烟系统的排烟效果.     

剧院舞台的防烟空气幕

通过对火灾烟气发生量及烟气流场的分析，建立了舞台空气幕计算的数学模型并求数值解。提出利用空气幕控制火灾烟气扩散的方法，以达到安全疏散观众的目的。     

国内部分

中国学生获得SOM基金会奖金,“鸟巢”入选《时代》百大最具影响力设计,建筑工程方案设计招投标指南针”,南京：“火灾防烟空气幕”,美籍华人建筑师计划建造3200m高的塔楼     

室内防火隔离带的设计要点分析

通过对室内防火隔离带阻火隔烟机理、影响因素的分析,指出防火隔离带所具有的4种特性.明确了室内防火隔离带的概念,进一步提出了室内防火隔离带设计宽度、灭火设施、防烟排烟、安全疏散等设计要求及措施,并指出室内防火隔离带的疏散要点.     

基于空气幕和挡烟垂壁的地铁站烟气控制

通过研究空气幕和挡烟垂壁阻挡烟气蔓延的性能,结合地铁站模型,利用FDS对控烟措施进行研究分析.考虑挡烟垂壁的高度以及空气幕的风速大小对烟气蔓延控制效果的影响.结果表明,挡烟垂壁高度越大越能有效控制烟气蔓延至站厅层;空气幕的风速适当增大能有效地把烟气控制在站台层.二者的有效结合、合理设置能抑制烟气蔓延至站厅层.     

防烟空气幕应用于地铁火灾时的模拟研究

介绍地铁站防排烟设计方式及联动逻辑。利用FDS建立某地铁站数学模型,设计火源功率为10.0、2.5 MW,分5、10m/s的射流速度研究在火灾情况下防烟空气幕对烟流的影响。与现行规范要求的1.5 m/s向下风速进行比较分析,研究不同时刻的烟气速度矢量图、烟气温度图以及烟气蔓延图,以得出不同形式的控烟效果,评价空气幕的设置对人员安全疏散和灭火救援的影响。     

防烟空气幕二维数学模型

通过分析高层建筑火灾时引起烟气流动的因素 ,建立了烟气流动的二维流场数学模型 ,运用流函数的叠加原理 ,在实验研究的基础上 ,推导了高层建筑火灾时防烟空气幕流量、吹风口宽度和吹风口的射流速度的计算模型