住宅建筑内火灾高温烟气流动规律试验研究

以住宅建筑火灾安全为研究背景,利用多室多层住宅建筑缩比模型,进行了空间构造形式对室内火灾升温及高温烟气流动影响的试验研究.重点考察了不同火源点情况下,各房间内部的升温模式和温度分布,间接分析了高温烟气流动的规律.试验结果表明,住宅建筑的枢纽空间构造形式、房间门上方垂壁及各房间的相对位置对室内高温烟气的流动具有较大的影响.室门上方垂壁能够有效阻止高温烟气的扩散,室内外温差要高于无垂壁房间;非起火房间的室门开启方向与起火房间相对时,高温烟气的进入量要高于两者开口同向或平行情况.     

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。     

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。     

纵向通风隧道内火灾烟气流动的控制

讨论了纵向通风隧道火灾和相关烟气形成现象。利用计算机流体动力模型模拟烟气流动，获得可以与试验数据进行比较的预测结果。在Richardson数字基础上，采用了不同参考稳定值，结果发现，直接利用火灾热释放速率所获得的温度值会产生最有用的结果。试验结果与数值预测结果的比较发现，两者吻合较好。笔者验证了利用容积测定火源模拟火灾的情况。结果的准确性很大程度上取决于对墙和屋顶的热传递。     

建筑火灾烟气流动的分析及控制

日本神户大学研究院松下敬幸先生,从事建筑火灾烟气流动研究多年,成果颇丰,荣获2005年度日本火灾学会奖。现将他的研究成果简介于下。1创立火灾烟气流动计算的SMK体系烟气流动计算的目的之一,是研究火灾时人员疏散安全问题。影响烟气流动的因素有:人群疏散时开门、闭门;最终避难场所在地面上,所以逃生路线都是通向地面的;土建设计时,房间的配置和分隔常有很大变化,门窗等开口部分的布置方式也有较大区别。因此,烟气流动计算体系,应当是能够对应于建筑内人员疏散流动,且与许多房间及空间相关联的计算体系。这就要求经常获取及积累与门窗等…     

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.     

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.     

典型坡地建筑吊层空间火灾烟气流动数值模拟

以局部下沉式典型坡地建筑吊层空间为研究对象,利用火灾计算机模拟工具FDS研究吊层空间发生火灾时烟气流动的特性。模拟分为无边坡建筑、三面边坡建筑、背面边坡建筑三种情况。分析得到各情况下3m高度处的CO体积分数、温度和气流速度场的空间分布。边坡建筑无自然通风口的一侧或几侧应设置机械通风口。     

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。     

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。     

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。     

线型光束感烟火灾探测器在大空间建筑的应用

针对大空间建筑火灾烟气流动性状特点,介绍了线型光束感烟火灾探测器的原理及类型,对其在大空间建筑中的应用及其布设方式进行了探讨。并提出线型光束感烟火灾探测器应用于大空间建筑的建议。     

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.     

更正说明

室内火灾具有较高的危险性,是建筑火灾造成人员伤亡和财产重大损失的灾害之首。利用计算流体动力学(CFD)的方法,建立了室内火灾时期烟气流动的三维大涡数值模型,目的是通过对火灾烟气流动的数值模拟,为多室火灾的控制和人员救助提供理论基础。模拟结果认为,火灾及附近地区温度较高,烟流浓度较大,高温引燃其他易燃物品的可能性加大。通风与火灾的发展状态存在密切关系,通风既能降低室内温度,加快烟流及有毒有害气体的扩散速度,同时也为火灾的进一步发展提供条件。从模拟结果与实验验证可得出结论:火源功率大小及房屋的几何尺寸影响着火灾程度、温度及烟流浓度的分布和变化,数值计算的结果总体上与实测结果存在较好的一致性。