侧墙结构纵向多窗口羽流火焰融合的数值模拟

为了给高层建筑外部火蔓延防控提供参考,利用火灾动态仿真模拟软件PyroSim对无侧墙建筑的纵向多窗口羽流火焰与侧墙建筑的纵向多窗口羽流火焰进行了数值模拟,并改变侧墙长度,引入危险温度T=540℃、T1=350℃及T2=250℃,综合分析窗口温度曲线及等温线数据。结果表明:纵向多窗口羽流火焰产生相互融合现象,无侧墙建筑纵向相邻两窗口与三窗口的危险温度高度相似,比单窗口的危险温度高度提升了2.5~3.0 m;侧墙结构引起烟囱效应的作用效果与侧墙的长度呈正比,侧墙长度为3.6 m时,纵向多窗口的危险温度高度与无侧墙建筑相比,对T1和T2,高度提升了2.0~2.5 m,而对T,高度的影响较弱,羽流火焰的形状在纵向被拉长。     

通过外墙窗口喷出火焰问题的研究

用传热学,流体力学等的有关知识,从理论上分析了通过外墙窗口喷出火焰的有关问题,并对这些问题进行了实验研究。结果表明：喷了火焰具有较强的传热的能力,它可能成为建筑火灾由低层向高层蔓延的重要原因。     

多驱动力作用下高层建筑火灾烟气输运规律研究现状

高层建筑发生火灾后,火灾烟气会在多种驱动力的作用下从着火房间迅速蔓延扩散至整栋建筑,严重威胁建筑内人员的生命安全。因此,控制建筑内烟气蔓延是建筑消防安全的一项重要内容。该文对热浮力、烟囱效应和室外风作用下建筑内火灾烟气输运规律进行分析,较系统地总结了这三种驱动力作用下火灾烟气输运的国内外研究成果,指出了以往研究的一些不足之处。根据国内外相关工作的研究进展及当前需要,对今后高层建筑火灾烟气输运规律的主要研究内容提出了几点展望。     

相邻木结构建筑火灾蔓延临界值研究*

为研究相邻木结构建筑火灾由已燃建筑传递至未燃建筑的临界值,利用突变理论与数值模拟分别研究相同条件下贵州省典型木结构建筑火灾发展过程中发生突变现象的临界值,并采用实验手段对前2种方法所测得的结果进行验证,从而证明尖点突变理论在相邻木结构建筑火灾蔓延临界值预测中的可行性与有效性。建立描述相邻木结构建筑火灾发展过程的能量守恒方程,通过对能量守恒方程的推导,得到相邻木结构建筑火灾突变势函数。结果表明:在相邻木结构建筑火灾发展过程中,火焰由已燃建筑传递至未燃建筑这一过程具有尖点突变的特征,计算出的火灾蔓延临界值为892.2 K;根据数值模拟找到已燃建筑传递至未燃建筑的状态,此时的临界值为881.5 K:2组简易实验测得的临界温度分别为903.2,889.8 K,与突变理论预测值和数值模拟结果相比,3种方法误差不大,因此可认为利用尖点突变对相邻木结构建筑火灾突变临界值进行预测具有可行性。     

多层建筑墙体保温材料火灾蔓延规律模拟研究

为探究保温材料对火灾蔓延的影响,采用FDS数值模拟软件,建立了附外墙保温材料无喷淋系统、无外墙保温材料无喷淋系统、附外墙保温材料有喷淋系统三种工况下4层职工宿舍火灾动力学模型,分析了温度、CO浓度、烟气层高、能见度四种指标对多层建筑火灾烟火蔓延规律的影响。结果表明：有无保温材料二者整体燃烧趋势大致相同,但保温材料的存在使得建筑火灾快速进入立式燃烧阶段,外墙燃烧温度及火势蔓延程度均增高。温度和能见度两种指标达到危险临界值的时间分别为33 s和36 s,远小于另两种指标。保温层一定程度上会加剧火势蔓延,但对烟气蔓延及能见度影响较小,研究结果为后续保温材料对火势蔓延的影响提供了理论参考。     

凹型结构建筑外立面火灾蔓延特性模拟研究

为探究凹型结构建筑外立面挤塑聚苯乙烯(XPS)外墙保温材料的火灾蔓延特性,运用FDS火灾动态仿真模拟软件,采用大涡模拟(LES)方法建立凹型结构外立面火灾蔓延模型,总结不同防火隔离带高度和不同方向外界风情况下火焰前锋和温度变化特征,并与无风和无防火隔离带情况进行对比分析。结果表明:火焰前锋高度随时间变化呈指数关系;防火隔离带、正面风和45°向下方向的外界风均可对火灾蔓延初期起到一定的阻隔和抑制效果;为保证隔火效果,防火隔离带之间的距离不应大于3 m;而45°向上方向的风对火灾蔓延起到助推作用。     

西南传统村落火灾蔓延风险简化模拟评估方法

建筑间的火灾蔓延是导致西南传统民居建筑群火灾大面积损失的主要原因，合理评估建筑群火灾蔓延风险对传统村落的保护有重要意义。火灾蔓延模拟工作量大、专业性高、成本昂贵及建模数据获取困难等特点导致其很难应用于数量众多、建筑风格多样的传统村落火灾蔓延风险的评估。针对上述问题，提出了一种村落建筑群火灾蔓延风险等级的简化分级方法，首先，建立村落建筑群规则的网格化布置模型，通过调整网格中单体建筑类型、开洞率及建筑间距作为不同的火灾场景工况来反映不同村落建筑群的差异；然后，采用物理模型分析不同火灾场景工况的蔓延情况，并以火灾蔓延范围及蔓延速度为评价指标对不同村落建筑群火灾蔓延风险等级进行分级。最后，以云南省不同类型传统村落建筑为例验证了方法的有效性。     

高层建筑室外火灾的数值模拟与分析

为了探究高层建筑室外火灾蔓延规律以及温度和烟气在超高层建筑火灾中的分布状态,以上海静安区失火住宅楼火灾为背景,应用火灾动力学软件FDS,对火灾进行模拟与分析。实验得出:外部火灾一方面通过表面保温材料迅速蔓延至楼顶,再由表面向建筑内部蔓延,当玻璃破碎后火势由着火点向建筑内部蔓延,由于烟囱效应再通过电梯井、楼梯向楼顶部蔓延。火灾中空气温度随离着火面距离的增加而降低,烟气浓度随时间而变化。同时引入热辐射对人的伤害模型。     

高层建筑外保温材料燃烧特性及火灾扑救研究

高层建筑外保温材料火灾蔓延迅速、扑救困难,给人们生命财产安全造成了巨大的威胁。通过对有机和无机两类外墙保温材料进行不燃性试验、难燃性试验、烟密度试验、氧指数试验和可燃性试验,得出各自的燃烧性能,并结合上海静安区教师公寓、北京央视文化中心火灾等案例,提出了高层建筑外保温材料火灾的扑救措施,辅助消防部队在处置高层建筑外保温材料火灾过程中进行决策。     

高层建筑防排烟设计初探

随着我国城市建筑高层化、大型化、多功能化的蓬勃发展,在高层建筑中由于火患引起的危害也大大增加.高层建筑功能复杂,着火源和可燃物较多,一旦发生火灾,将使火势迅速蔓延,极易造成较大的损失及伤亡事故.本文初步介绍了高层建筑火灾特点,分析了影响防排烟系统的主要因素,并对高层建筑防排烟方面的问题进行了系统设计.     

烟囱效应作用下火灾烟气蔓延规律模拟

为研究高层建筑火灾烟囱效应产生后的烟气蔓延规律，基于FDS火灾模拟软件，以某高层建筑为例，对比分析了4种不同横截面尺寸竖井烟气蔓延特性，引入竖井无量纲长径比判断烟囱效应明显与否，研究了烟囱效应的产生特征及其烟气蔓延规律，分析了建筑中性面之上楼层的温度、CO体积分数和能见度变化。结果表明：无量纲长径比在8左右时竖井内烟气流速发生突变，竖井内大部分区域烟气流速达到6 m/s,产生明显的烟囱效应；中性面以上的楼层受烟气危害远大于中性面以下，且烟气在中性面以上的水平蔓延速度随层高增加而不断加快；随着火势发展，中性面之上疏散走道温度均超过了安全疏散的临界温度60℃,距离火源越远的楼层CO体积分数达到临界值的速度越快。研究为高层建筑火灾的防排烟设计和人员疏散条件的确定提供了理论依据。     

基于元胞自动机的城市区域火蔓延概率模型探讨

考虑建筑结构物震后可能发生的次生火灾的不确定性,给出解决问题的基本思路,构建了基于元胞自动机的城市地震次生火灾蔓延概率模型,指出元胞着火的概率与建筑物的特性和灾害条件有关,包括建筑材料、外墙是否有开口、与着火元胞的距离、地震对建筑的破坏程度以及气象条件等因素。模型通过设置没有开口的外墙以及道路和空地来区分单体建筑和建筑之间的火蔓延。该模型量化了影响火蔓延概率的因素,能快速实现城市区域火蔓延过程的动态模拟,特别适宜用于城市宏观角度上的火蔓延模拟。模拟结果再现了火灾过程,这不仅提高了人们对城市区域火蔓延危害的认识,而且为城市规划设计和消防扑救措施提供了有益的理论依据。     

凹型建筑外立面火灾烟气蔓延特性研究

为了研究凹型建筑外立面火灾烟气蔓延特性，对高层建筑凹槽内火灾烟气“三场”数值模拟。研究表明:结构因子α（进深与槽宽之比）的变化导致凹型建筑结构内呈现不同的火灾烟气蔓延规律；当α为0~0.4时，建筑凹槽内的火灾烟气无烟囱效应；当α为0.6~1.2时，建筑凹槽内的火灾烟气呈现一定的烟囱效应，其火灾烟气温度场、CO浓度场、扩散速度场变化显著；当α>1.2的，建筑凹槽内的火灾烟气烟囱效应显著。     

高处不胜“火”——重庆市渝北区加州城市花园“17”火灾引人深思

现代大都市,高层建筑已经成为一种时尚标志。据统计,截至2017年,我国高层建筑(8层以上、超过24米)34.7万幢、百米以上超高层建筑6000余幢,数量均居世界第一。然而,高层建筑一旦着火,火势蔓延迅速,救援难度大。1月1日,重庆市渝北区加州城市花园小区A4幢发生火灾,火势从2层蔓延至30层,速度之快、破坏之强,令人咋舌,引起人们深深的忧虑。     

隧道混合燃料火灾燃烧蔓延特性实验研究

隧道火灾一直是火灾科学研究领域的重要问题之一。近年来,隧道火灾中由于燃油泄漏而引起的火蔓延现象是一个新兴的研究热点。利用小尺寸(1:10)的隧道火灾模拟实验平台,开展了薄油、窄油池机制下不同混合比例下正丁醇-柴油燃烧特性实验研究。结果表明,根据正丁醇比例,可将正丁醇-柴油混合燃料分为两类。当正丁醇比例不大于20%时,主火焰蔓延速度线性增大,闪燃火焰则由间断变为持续存在且波长由14.17 cm减小到8.42 cm;油面温升速率逐渐增大;当正丁醇比例大于20%时,主火焰蔓延速度接近正丁醇蔓延速度(3.33 cm/s),闪燃火焰持续存在且波长在8.3 cm左右;油面温升速率基本相同。研究结果为认识隧道混合燃料火灾燃烧特性提供了参考。     

建筑防火性能化设计中火灾场景的设定

现代社会的发展在很大程度上促进了建筑行业的发展,建筑面积开始不断增大,高层建筑的数量开始增多,与此同时建筑应对火灾的难度也开始逐渐增加。在这样的背景下,建筑防火性能设计的重要性开始凸显出来,特别是一些高层建筑由于建筑结构复杂、火灾蔓延的速度快,施救工作开展起来比较困难,所以在对其进行设计的时候更应当添加有效的防火性能设计。本文从建筑防火性能化设计中火灾场景的内容出发,深入探究了影响建筑防火性能化设计中火灾场景的因素以及进行建筑防火性能化设计中火灾场景设定的意义。     

三种常用外墙可燃保温材料竖向燃烧特性数值模拟研究

运用FDS软件对外墙保温材料竖向燃烧的发展规律进行了研究.根据具体的工程参数,对挤塑聚苯板、模塑聚苯板和聚氨酯三种常用外墙可燃保温材料的燃烧参数进行设定,分别选取窗口火、墙角火两种情况进行数值模拟与分析.模拟结果显示:火焰的蔓延高度随时间按照y=at2+bt+c的关系变化,而火焰前锋则以vp=1/(α+βt)的速度竖向蔓延.     

通风对综合管廊内电缆燃烧及火蔓延过程影响的数值模拟研究

综合管廊内电缆的火灾燃烧特性一直被国内外学者所关注,然而目前关于通风对电缆燃烧及火蔓延过程影响的研究相对较少。在通风系统的作用下,电缆内部及外部温度分布、热解气体浓度与无通风情况相比有很大的差异,电缆的燃烧及火蔓延过程将会更为复杂。为了研究通风作用下综合管廊内单根电缆的燃烧过程,采用FDS对15 kV交联聚乙烯绝缘铜芯电缆的火蔓延过程开展了数值模拟。通过分析不同风速条件下的电缆火焰形态、各层材料温度、火蔓延长度和热释放速率(HRR)曲线,详细研究了通风速度对综合管廊内单根电缆燃烧及火蔓延过程的影响。结果表明当通风速度不超过2 m/s时,通风能够促进电缆燃烧,电缆表面存在气相火焰,其火蔓延长度、热释放速率峰值等不断增加,此时综合管廊内火灾危险性不断增大;当风速大于等于3 m/s时,通风抑制了电缆燃烧,电缆的火蔓延长度、热释放速率峰值随之迅速降低,电缆PVC层、XLPE层温升的原因是线芯对绝缘材料的热传导,电缆的火灾危险性也随之减小。     

高层建筑火灾特点与扑救难点和对策分析

高层建筑和普通建筑相比,高层建筑在高度和结构方面更加复杂,其自身潜伏的火灾隐患更为严重.加之当前消防技术条件的限制,扑救高层建筑火灾难度很大. 1高层建筑火灾特点 (1)高层建筑火灾成因复杂、隐患多 高层建筑往往配备有大量的电子设备,内部集中铺设大量电缆、电线,并长时间处于高温状态,极易引起电表烧毁、电线短路,导致火灾的发生;其次,高层建筑往往采用大量的装饰材料,数量多、面积大、种类众多,质量也存在着较大的差别,且大多数防火性能较差火灾一旦发生,这些易燃的装饰材料便会成为加速火情蔓延的媒介,使火情迅速扩散.     

基于实验和数值模拟的画布类材料竖向火焰蔓延研究

为了更准确的预测和判断画布类材料的竖向着火过程,减少此类事故的发生,保障劳动者生命财产安全,根据Quintiere等人提出的热物理模型,推导出火焰沿竖向蔓延的数学规律。通过对画布材料的实验研究并与火灾动力学软件FDS数值模拟得出的结果进行比较,得出其在竖向燃烧的相关参数。重点研究了火焰形态、火焰高度、火蔓延速度、油画布表面温度、质量损失速率和热释放速率,得到了油画布的火灾增长系数为0.1228。实验表明,画布的竖向燃烧速度远远大于其在水平方向的速度,因此在全景画馆中的火灾危险性是非常突出的。