室内火灾温度的预测方法及其分析

室内火灾温度是火灾科学中非常重要的参数之一，它对火灾防护有着重要的作用。本文以轰燃为分界点，总结归纳了目前国际上采用的轰燃前后室内火灾温度的预测方法。对每一种方法的使用条件及优缺点作了分析。同时对轰燃前后的各种温度预测方法分别作了简要的对比。最后根据前面的分析推荐了作者认为实用性较强的几种方法．     

火源和壁面材料对轰燃影响的数值模拟

轰燃是建筑火灾中一类特殊的火灾现象，其引起的危害是巨大的。有很多因素会影响轰燃的产生，在这些因素中，火源类型大小及壁面参数等对轰燃发生时的热烟气温度和热释放速率有重要的影响．本文利用区域模拟方法计算了这些因素的影响情况．计算结果表明，火源对火灾的蔓延影响十分显著；墙壁材料可燃的难易程度会大大改变轰燃发生的时间．     

混凝土简支梁设计基准期内的可靠度

根据统计资料对不同类型建筑在不同防火措施下发生火灾的概率研究,得出了各类建筑达到轰燃的概率.基于蒙特卡罗随机有限元方法,引入材料高温本构关系、截面尺寸和计算模型系数等的变异性,按照ISO标准升温曲线升温,给出了单构件轰燃下的失效概率计算方法.最后,将设计基准期内建筑物达到轰燃的概率与单构件轰燃下的失效概率组合,给出了设计基准期内建筑构件在火灾下的失效概率公式.     

窗墙面积比对高层住宅外墙外保温火灾蔓延的影响分析

外墙外保温火灾发生后,窗口不仅成为火焰进入室内的通道,而且提供大量的新鲜空气,可能导致室内发生轰燃。为了研究住宅窗墙面积比(以下简称窗墙比)对火势的蔓延速率和火场温度的影响,采用了美国标准与技术研究所开发的场模拟软件FDS(火灾动力学模拟器),模拟了不同窗墙比情况下的住宅外墙外保温火灾。分析结果表明:随着窗墙比的增大,火灾蔓延速率变快,蔓延范围增大,但峰值温度降低;起火面窗墙比为0.25时,测点峰值温度远大于对照组,起火面窗墙比为0.30时,起火房间有明显的轰燃现象,起火面窗墙比为0.35时,充分对流通风,环境冷空气进入室内,峰值温度较低;非起火面窗墙比变化基本符合上述规律,但当窗墙比过小(0.20)时,火焰难以进入室内,火势较小。     

通风不良室内火蔓延行为的大涡模拟

通风不良的建筑物室内发生的火灾具有很大的危害性.采用湍流大涡模拟方法,研究了通风不良室内火灾的烟气运动与火蔓延行为,得到了室内烟气温度、组分浓度、压力和速度等随时间的变化.在通风良好的条件下,计算得到的时均稳态的烟气温度与氧气浓度分布与实验相符合.在通风不良的条件下,模拟得到的烟气瞬时温度随时间的变化也与实验基本相符合,预报出了当氧气浓度消耗到较低程度时,火焰脱离壁面向通风口处移动的现象.     

基于FDS模拟分析的建筑大空间火灾下钢构件的升温确定方法研究

利用火灾动力学模拟软件FDS,模拟了大空间火灾作用下裸露钢梁及钢柱的升温情况。介绍了绝缘表面温度法的基本原理。通过对FDS模拟得到的钢构件不同位置处的绝缘表面温度与周围气体温度的比较,显示了大空间火灾中火焰辐射对钢构件不同部位升温计算的影响,并据此对大空间火灾作用下钢构件升温计算中入射热的计算问题给出了建议。     

钢框架房屋火灾消防过程温度场数值模拟研究∗

钢结构在火灾消防过程中容易遭到破坏甚至发生倒塌，而空间温度场是研究结构响应的基础。为了研究喷水消防对空间温度场的影响，建立了三层三跨钢框架房屋模型，在火灾动力学软件中利用水喷淋方式模拟了其消防灭火过程。分别研究了消防在火灾初期发展阶段和稳定燃烧阶段介入时，火源及框架平面附近的温度场分布与发展规律，对比分析了消防在不同火灾阶段介入后直接灭火跨与相邻跨的火场温度变化特性。研究结果表明：（1） 数值模拟结果与火灾消防试验结果吻合较好，验证了数值模型中采用水喷淋方式模拟喷水消防过程获得温度场的可行性；（2）消防在火灾初期发展阶段介入后，直接灭火跨的温度发生骤降，最大降幅约 350 ℃，约 20 s 后缓慢回升， 消防喷水有效减缓火灾发展进程，抑制空间温度与梯度发展，框架附近平面火场达到的最高温度相比无消防介入火灾低约 350 ℃；（3）消防在稳定燃烧阶段介入时，空间温度较高、温度梯度较大，消防介入后火场最高温度在 60 s 左右降低约 650 ℃，降温速率约 11 ℃/s，短时间内温度梯度变化剧烈；（4）与在稳定燃烧阶段介入相比，消防在火灾初期发展阶段介入可大幅降低火场最高温度，且使温度梯度变化比较缓和。     

我国古代消防史话

我国古建筑绝大多数以木材为主要材料,以木构架为主要结构形式,多采用松、柏、杉、楠等,其耐火等级低。古建筑中的各种木材构件,具有特别良好的燃烧和传播火焰的条件。古建筑起火后,犹如架满了干柴的炉膛,而屋顶严实紧密,在发生火灾时,屋顶内部的烟热不易散发,温度容易积聚,迅速导致“轰燃”。古建筑的梁、柱、椽等构件,表面积大,木材的裂缝和拼接的缝隙多,再加     

大空间建筑火灾中烟气温度计算模型的比较

基于区域模型和场模型的计算方法，分别计算了大空间建筑火灾的热烟气温度与时间的关系曲线（T-t曲线）。通过比较计算结果可得出：区域模型计算方法对大空间建筑火灾热烟气的填充规律及填充过程中的温度预测具有足够的精度；但随着热烟气层的下降，当下层冷空气逐渐减少至80％被热烟气所取代时，该计算方法对烟气温度预测的准确性不太高。建议对大空间建筑火灾中结构反应全过程分析的T-t曲线，采用基于场模型的计算方法，或者，对基于区域模型的T-t曲线进行修正。     

基于历史资料的中国北方草原火灾风险评价

根据我国北方草原区各省、自治区1991—2005年的草原火灾资料，利用信息扩散理论和风险矩阵对我国北方草原区的草原火灾风险进行了计算，给出了我国北方各草原区的草原火灾年发生次数和草原火灾年受灾率在各个风险水平下的风险值，定量地评价了我国北方草原区的草原火灾风险。并给出几个重要风险水平下草原火灾风险的空间分布趋势和综合指标下的我国草原火灾风险空间分布趋势。     

火灾烟气中有毒气体的体积分数分布与危害

研究火灾烟气的成分与其体积分数分布是火灾科学的一项重要内容。为了更好地研究建筑火灾烟气的释放过程并为建筑材料评价提供依据，采用文献综述的方法论述了建筑火灾烟气的主要有毒成分、体积分数范围(即浓度范围)与危险含量(即危险浓度)，还介绍了常用的烟气分析方法，说明了对火灾烟气的产生机理和火灾烟气成分的检测方法等还需要进行深入的研究。     

地铁内楼梯口处全尺寸火灾实验与数值模拟

建立了地铁实体模型，开展了地铁火灾实验研究，测量了站台与站厅之间的楼梯处的速度和温度等火灾参数。同时利用火灾动力学模拟程序软件对地铁站台火灾进行了数值模拟，研究了地铁站台和站厅连接楼梯处温度和烟气速度的变化趋势，并与实验结果作了对比分析，验证了数值模拟结果的有效性。研究结果可为有效控制烟气在地铁中的蔓延和组织人员疏散提供技术支持。     

复杂开口房间火灾中性层位置的计算

本文建立了复杂开口房间的数学模型,并运用等效窗口面积法对复杂开口条件(门窗同时开启)下房间中性层关系进行了数学推导,对单一开口和复杂开口房间发生火灾时房间门和窗同时开启状态下中性层位置进行求解和比较分析,同时还对不同温度下房间孔洞的烟气、空气质量流量进行了计算和比较;对在室内温度逐渐升高的情况下房间中性层高度的变化进行了研究和分析。从而得出多开口不同开口高度条件下中性层位置的求解方法,温度与中性层高度、烟气质量流量、空气质量流量的关系,以及空气改善系数对烟气、空气质量流量和中性层高度的影响。     

不同开口状况下多层建筑火灾烟气运动的数值模拟

建筑物发生火灾时,因火灾而伤亡者中大多数为烟害所致。高层建筑中由于存在“烟囱效应”的作用,烟气更容易向上迅速蔓延,而不同的开口状况将影响这种蔓延速度。本文阐述了多层建筑火灾烟气运动的数学模型及数值方法,应用PHOEN ICS3.5对多层建筑火灾产生的烟气运动进行了模拟,分析比较了不同开口状况下火灾烟气的运动状况;同时,初步论述了PHOEN ICS用在建筑火灾烟气运动的数值模拟上的优点和可行性,以及用它来模拟不同开口状况下多层建筑火灾烟气运动的实用性。     

大空间内机械排烟效果的实验研究

在一个全尺寸的大空间火灾实验厅内,进行了不同补风口位置和补风口面积下的机械排烟试验.结果表明,由于烟气的温度较低,烟气和补充的空气较易混合,烟气和空气在交界处存在着较强的质量交换.排烟过程中,烟气是边稀释边被排放,很难和空气实现完全置换.低温烟气进行机械排烟时,区域模拟思想不适用,较难将烟气控制在理论高度.补气口位置和面积对烟气排放及火源燃烧状况具有一定的影响.     

大空间建筑火灾中热烟气层发展规律的理论分析

对几类典型的大空间建筑火灾中热烟气层的发展规律进行了理论分析,并和文献中的实验结果进行了对比。理论分析表明热烟气层的发展速率除了与火源的功率和大空间的几何尺寸有关外,还取决于火羽流的种类。给出了轴对称火羽流、二维线性溢流和沿墙壁的二维线性火羽流情况下的热烟气层发展速率的表达式,对大空间建筑的火灾安全设计与灾害预测具有指导意义。     

实际烟气生成量计算方法的商榷

火灾烟气是火灾时所产生的气体和悬浮在其中的烟粒子的总称，是燃烧和热解产物的混合物。烟气量的大小取决于可燃物本身的燃烧性能、空气供给量等。火灾烟气具有缺氧、毒害、尘害、高温的特点，加上火场火灾烟气的减光性和恐怖性，使火灾烟气成为火灾人员伤亡的最主要原因，为此防排烟工程的设计对建筑消防安全非常重要，实际烟气生成量计算是防排烟工程设计的理论基础，就目前一些文献对实际烟气量计算方法存在的不足进行了探讨，并提出了一个新的计算方法，对两种方法的计算结果进行了对比，得出结论认为，计算实际烟气量应从实际空气供给量是否过剩或不足两种情况分别进行考虑计算。     

基于虚拟现实的建筑火灾模拟系统

提出了将虚拟现实技术应用于建筑火灾模拟的方法,在交互式虚拟环境中实现了基于火灾数值模拟的火灾场景模拟。根据火灾场模拟软件FDS的计算结果,控制虚拟火灾场景中火焰和烟雾的蔓延,使得虚拟场景中火灾的发展接近实际火灾的情况。模拟系统中通过纹理贴图和粒子系统等技术实现了逼真的火灾场景可视化。还介绍了实现灭火作战模拟和训员疏散模拟的技术细节。在以上方法的基础上研制了建筑火灾模拟原型系统,该系统可应用于电子消防预案制作、灭火作战演练、人员疏散演练、建筑性能化防火设计与评估,以及灾害条件下人的疏散行为研究等各个方面。     

铁路隧道火灾中烟气逆流层长度的研究

以狮子洋隧道为工程背景,对不同火源热释放速率、不同通风风速、不同坡度及不同断面当量直径情况下的火灾进行了数值模拟。分析了隧道烟气逆流层长度的变化规律,并对模拟数据进行了拟合。结果表明,隧道烟气逆流层长度与通风风速、火源热释放速率、隧道断面当量直径的自然对数值拟合均符合直线关系,呈递增或递减变化;坡度对烟气逆流层长度的影响随通风风速的增大而减弱。在分析烟气逆流层长度变化规律的基础上,建立了烟气逆流层长度与火源热释放速率、通风风速及断面当量直径的关系式,通过对数据拟合获得了烟气逆流层长度公式,该公式推导合理,并有所创新。     

排烟方式对大空间建筑火灾空气升温的影响

为了考察烟气排放对大空间建筑火灾温度场的影响,利用FDS程序仿真模拟了火灾场景,系统分析了不同排烟系统对温度场的影响。结果表明:烟气排放对温度的影响较大,最大降温幅度可达原最高温度的50%左右;降温幅度与建筑高度有密切联系;当建筑高度小于12m时,按规范设计的自然排烟系统下的火场温度低于机械排烟的火场温度;当建筑高度达到或超过12m时,自然排烟系统下的火场温度将接近或高于机械排烟的火场温度。