基于Pyrosim和Pathfinder的高校学生宿舍火灾人员疏散安全性模拟分析

高校学生宿舍是人群密集的场所,存在较多的火灾安全隐患,因此对高校学生宿舍进行有针对性的火灾人员疏散安全性分析十分必要。以某高校学生宿舍楼为研究对象,运用Pyrosim软件建立火灾扩散模型,模拟分析了高校学生宿舍楼在自动喷淋灭火系统是否失效和着火房间窗户是否关闭等情况下发生火灾时,着火楼层安全出口处烟气能见度、顶棚温度和烟气层高度的变化规律,并结合Pathfinder软件模拟计算出人员疏散到安全地带的时间和整栋楼全部人员完全疏散所需安全疏散时间,综合利用人员疏散可用安全疏散时间和人员疏散所需安全疏散时间对人员疏散安全性进行分析。结果表明:高校学生宿舍楼消防设施是否有效和着火房间窗户是否关闭对人员疏散安全性的影响较大,并提出了消防安全管理措施,以为高校学生宿舍消防安全管理提供依据。     

性能化防火设计中人员安全疏散的论证

性能化防火设计的根本出发点就是尽量减少火灾造成的人员伤亡和财产损失．它是一种系统的分析建筑物火灾安全问题的办法。性能化防火设计中人员能否安全疏散用可用疏散时间、所需疏散时间来判断。本文通过分析火灾时影响人员安全疏散的各主要因素．得出确定人员逃生时可用疏散时间的条件。同时分析了人员逃生时所需疏散时间的组成．讨论了预测人员疏散行动时间的简化计算方法。     

海上钻井平台火灾模拟与人员疏散分析

基于海上钻井平台发生火灾爆炸事故后,火灾扑救和人员疏散较为困难的现状,辨识出海上钻井平台火灾事故疏散过程存在主要风险,利用FDS软件建立数值模型,结合某海洋平台实际工作情况,确定了平台发生火灾事故后烟气、温度随时间的扩散情况。建立了人员疏散的数学模型,得到人员疏散大致路径,计算出疏散所需时间,给出最佳的疏散路径。     

国防工程中烟气毒害程度的评价方法研究

综合考虑火灾时人员疏散过程中时间、位置和烟气成分浓度三个因素,提出了国防工程火灾疏散过程中人员遭受到烟气毒害程度的评价模型,模型的评价指标是一个无量纲数,将其定义为毒害指数,该指数是人员逃生时遭受到的烟气毒害量与人员可接受的烟气极限毒害量的比值,可用于评价国防工程火灾疏散过程中人员遭受到的烟气毒害量是否超过耐受极限;根据提出的烟气毒害程度评价模型,分别计算疏散开始时间和疏散行动时间内人员遭受到的烟气毒害量,结果表明疏散开始时间内烟气的毒害量要大于疏散行动时间内的烟气毒害量,缩短疏散开始时间意义重大;全封闭型走廊中人员遭受的CO_2毒害量大于人员可接受的CO_2毒害量,对人员疏散影响较大;人员疏散时间内,CO_2的毒害程度大于CO。该研究可为火灾疏散过程中人员毒性评价研究提供参考。     

不同吊顶形式的地铁站台火灾人员疏散环境分析

以西安市某地铁车站岛式站台层为研究对象,利用火灾动力学模拟软件FDS,构建了3种不同吊顶形式(平板式、方形内凹式和格栅式)的站台层物理模型,在站台层5 MW火灾的情况下,对各个模型下烟气蔓延过程、吊顶层温度分布、人眼特征高度层温度分布、CO浓度分布和楼梯口处风速等与人员疏散环境相关参数进行了数值模拟,对比分析了3种不同吊顶形式下地铁车站站台层火灾的排烟效果。结果表明:方形内凹式吊顶可有效减缓烟气蔓延过程,降低楼梯口外侧烟气浓度,但会造成温度和CO浓度分布的局部波动;格栅式吊顶能提升烟气层高度,使人员疏散在火灾前中期处于更为安全的环境中,但烟气层过高不利于排烟口排烟。     

地铁区间隧道火灾烟气流动特性对人员疏散影响的数值模拟

基于火灾动力学理论以及隧道火灾的特点,利用FDS软件对地铁区间隧道火灾进行数值模拟,分析了B型地铁列车中部起火、并在区间隧道内就地疏散的条件下,两侧车门同时开启和一侧车门开启时对火灾烟气流动特性的影响,得出两种情况下纵向疏散平台处的能见度、温度、CO浓度随时间的变化规律,并探究两种情况下火灾烟气对人员疏散的影响。结果表明:两侧车门同时开启时,在150 s出现危险状态,而一侧车门开启时,在100 s出现危险状态,同时疏散平台处的温度、CO浓度普遍较高,能见度较低;相比之下,地铁列车发生火灾时,两侧车门开启有利于人员的安全疏散。该研究可为地铁区间隧道火灾时的人员疏散和紧急救援提供依据。     

高层建筑楼梯间不同自然排烟方式对烟气流动特征影响的数值模拟

高层建筑发生火灾时,疏散通道内的环境安全是重中之重。以马鞍山市某13层办公楼为原型,基于火灾动力学的理论,利用FDS火灾仿真软件对其楼梯间发生火灾时烟气流动特征进行了数值模拟,分别研究在楼梯间底部、中部、顶部起火时,在不同自然排烟开窗方式下烟气的流动规律,并根据模拟结果探讨了在楼梯间底部起火时,CO浓度和温度的分布规律,从而得出最佳的自然排烟的开窗方式,以减少烟气等有害气体对楼梯间疏散环境的影响,可为人员疏散及现场救援等决策提供参考。     

地铁车站火灾和人员疏散仿真模拟技术发展的新思路

简述了近百年来地铁轨道交通系统的发展,分析了地下轨道交通系统事故灾害的特殊性和严重性。在消防安全领域,对于火灾和人员疏散仿真模拟常采用计算机仿真模拟技术,但较为成熟的火灾和人员疏散仿真模拟软件建模操作复杂,而目前在建筑行业流行的建筑信息模型(BIM)则可以快速建模,弥补仿真模拟软件建模的局限性,且全面展示模型信息。以FDS火灾烟气模拟软件和Pathfinder人员疏散模拟软件为例,概述了将Revit三维建模软件导入仿真模拟软件的可行性及便利性,以为地铁车站火灾和人员疏散仿真模拟技术的发展提供新思路。     

基于元胞自动机的人员疏散模型探讨

近些年公共区域的人员安全疏散日益受到重视,如何实现人员快速地安全疏散成为有待解决的问题。以元胞自动机理论为基础,建立了以出口位置对人员的吸引力、从众吸引力、人与人及人与物之间的排斥力、摩擦力和火灾排斥力5个影响人员疏散因素的元胞自动机人员疏散模型,并将量化的趋近移动强度作为人员移动规则,通过竞争占点原则解决人员疏散过程中的冲突问题。最后,以某影院为实例,利用MATLAB软件动态模拟了某影院内人员疏散的过程,研究了影院内对双出口位置、影院布局方式、观影人数对人员所用疏散时间的影响。结果表明:影院内双出口位置选择对侧形式、增加过道数量的影院布局方式和确定最佳的观影人数能有效地降低人员所用的疏散时间,提高人员的疏散效率。     

基于模糊贝叶斯网络的超高层建筑火灾风险评估北大核心CSCD

为精确评估超高层建筑消防安全性，首先依据国家标准规范和相关研究梳理出5类能力、22项评估指标，并以此建立超高层建筑火灾风险评估指标体系；然后，结合模糊理论与贝叶斯网络构建超高层建筑火灾风险评估模型，该模型兼具专家的专业性、实际案例的客观性和概率推理的准确性；最后，采用该模型对福州某超高层建筑火灾风险进行评估与调查验证，并对评估结果进行贝叶斯网络的正反向推理。结果表明：该超高层建筑消防安全性良好，消防管理能力是首要需提高的能力，其次是改善安全疏散路线、防烟与排烟设施以及避难层(间)设计，其评估结果与该建筑实际消防安全状况相符合，验证了该模型具有较好的实用性和通用性；贝叶斯网络的正反向推理结果显示，消防制度的不完善或落实不到位是该建筑火灾风险的关键因素。该研究结果也可为其他建筑火灾风险评估提供参考。     

超高层建筑装修施工火灾风险与安全疏散现场调研及评估

为评估和降低超高层建筑装修过程中的火灾风险,对某超高层建筑进行了现场调研,得到了影响人员安全疏散的风险因素,并以该建筑为例,采用大涡模拟对装修过程疏散楼梯的防烟性能进行了数值模拟和理论计算分析,研究了装修过程中火灾规模、前室两道门开启状态对防烟楼梯间控烟效果的影响。结果表明:为保证人员安全疏散,施工现场需要控制的临界火灾规模为4 MW,材料堆之间的间距至少为5.64m,材料堆放点应距离安全出口11.2m以上。最后有针对性地提出了保障装修过程中发生火灾时人员安全疏散的措施与建议,可为超高层建筑装修过程中的消防安全管理与火灾风险评估提供参考。     

会展建筑展厅布置对人员疏散效率的影响研究

会展建筑展览类型多样、展厅布置多变,不同展览类型下的展厅疏散路径不固定。展厅内观展人员复杂且密集,大多数为初次观展,对展厅环境不熟悉,一旦出现火灾等突发事件,确保展厅内人员安全疏散尤为重要。对会展建筑展厅布置方式进行归纳整理,总结出展厅布置方式的4种主要类型,并利用疏散模拟软件Pathfinder对展厅内人员疏散状况进行仿真模拟,分析了展厅布置对人员疏散效率的主要影响因素。结果表明:展厅布置对人员疏散效率影响较大的两个主要因素为安全疏散通道和安全出口。在此基础上提出会展建筑展厅布置优化策略,为会展建筑展厅的布置与安全保障提供新思路。     

地铁车厢内部火灾烟气流动规律的数值模拟研究

基于LES理论,以合肥地铁车站为原型,建立了地铁车厢内部火灾烟气流动的三维数学模型,利用FDS软件对地铁车厢内部火灾进行了数值模拟,分析在车厢内空调开启的情况下,火源面积大小以及车厢门开启与否对车厢内温度和烟气流动的影响。结果表明:在假定的条件下,随着火源面积的增加,车厢内的温度增加、能见度降低也即烟气浓度增加;车厢门关闭时,在火灾开始50s后,车厢内温度和能见度均达到威胁乘客生命安全的水平;车厢门开启后,由于车厢内压强大于外环境压强,着火车厢内烟气迅速向车厢外部溢出。该研究结果可为地铁车厢火灾人员的安全疏散提供依据。     

基于排队论的灾害时人员电梯疏散时间计算

随着多层深埋地下建筑的增多,灾害时人员上行疏散成为一种新出现的疏散方式。人员上行疏散的特性使得人员在疏散过程中需考虑采用电梯、楼梯协同疏散的方式以提高疏散效率,其中电梯疏散逐渐成为研究热点。提出一种新的电梯、楼梯协同疏散过程中电梯疏散时间的计算方法,通过假设电梯的紧急疏散等同于电梯的上下高峰疏散,根据已有的电梯服务时间的经验计算公式,建立电梯疏散排队系统模型M/M/n;利用排队论相关理论建立电梯、楼梯疏散模型中乘客平均到达率λ与电梯服务时间t的关系方程,并根据关系方程求解电梯总疏散时间TRSET;最后以沙坪坝地下大型综合交通枢纽为例进行了验证。结果表明:通过模拟得到的电梯疏散时间与通过电梯疏散时间计算公式计算得到的电梯疏散时间之间的相对误差为5.4%,证明了电梯疏散时间计算公式的有效性,可为管理人员计算灾害时人员疏散时间提供参考。     

室内步行街火灾烟气温度和蔓延速度的试验研究北大核心CSCD

室内步行街内可燃物众多、人员密集,又存在特殊的狭长结构,一旦发生火灾,往往会导致建筑内局部温度急剧升高,同时火灾产生的高温烟气会快速在整个建筑内蔓延且难以排出,极易造成大规模的人员伤亡和财产损失。通过全尺寸火灾试验研究了4种不同机械排烟模式下室内步行街火灾烟气温度和蔓延速度的变化规律。结果表明：房间内天花板下方火灾烟气温升随时间的变化存在明显的稳定阶段,该稳定阶段在点火后的出现时间与机械排烟模式、火灾烟气蔓延方向以及距火源的距离有关;机械排烟系统的开启对房间内通风控制火灾燃烧的促进作用大于对火灾烟气的冷却作用,进而使火灾烟气温度升高;机械排烟系统对火灾烟气蔓延速度有限制作用,但不同方向火灾烟气蔓延速度的变化需要综合考虑机械排烟模式、排烟口的位置以及火源功率的变化;现有的挡烟垂壁设置难以有效限制火灾烟气的蔓延速度,需要进行改进以保障人员的安全疏散。     

基于Matlab层次分析法的建筑火灾人员安全疏散系统研究

以提高人员安全疏散效果为目的,提出了一种基于Matlab层次分析法的建筑火灾人员安全疏散系统,该系统利用GIS和物联网技术实时获取建筑内部信息,并运用Matlab层次分析法对3条疏散路径进行评价,评价结果显示:路径三优于路径一,路径一优于路径二。Matlab层次分析法可以解决人员疏散系统中路径选择这一关键问题,为实现建筑火灾人员安全疏散提供了一种新方法、新思路,对提高消防智能化水平具有重要的意义。     

恐怖袭击下有毒气体泄漏事故人员疏散路径研究

近年来恐怖袭击时有发生,恐怖主义成为危害全球安全的主要因素之一。提出与气体浓度区间、离事故点的距离以及距离事故发生时的时间三个因素有关的恐慌因子,重新对恐怖袭击下的有毒气体泄漏事故的人员疏散范围进行修正,建立了人员紧急疏散模型;以液氨泄漏为例,验证了所建模型和算法的正确性和可行性,得出了人员疏散的最优分配方案,并与常规情况下的疏散路径进行了对比。结果表明:最优疏散路径随着人员疏散范围的不同而有所变化,合理的人员疏散范围能有效控制恐慌的传播,可为恐怖袭击下的有毒气体泄漏事故的应急指挥提供一定的辅助决策。     

浅海平台油气火灾事故模拟评估应用

全球海洋油气开发重特大火灾事故频发,油气生产安全面临严峻挑战,以我国浅海某中心平台组为研究对象,对可能发生的三相分离器喷射火火灾、管线交叉处喷射火火灾、生产平台池火火灾以及储罐平台池火火灾,采用FDS软件建立该平台组的火灾动力学模型,对油气泄漏后火灾的发展态势、火场温度、热辐射强度、设备温度以及不同火灾工况的对比分析,研究火灾发生后对人员伤害,以及平台上油气管线、分离器、油气储罐、平台栈桥等重要设备安全性的影响,并提出操作人员和重要设备的安全距离。针对火灾事故风险控制提出建议措施,对海上火灾风险分析未来研究方向进行阐述。     

娱乐场所火灾危险性预先分析

歌厅、舞厅、酒吧、网吧等公共娱乐场所火灾隐患多,火灾危险性大,火灾事故所占比例大且人员密集、不易疏散,一旦发生火灾将容易产生群死群伤.笔者采用美国国家标准技术研究院(MST)开发的FDS(Fire Dynamic Simulator)软件,建立酒吧娱乐场所模型,对酒吧发生火灾进行全尺寸模拟.实现对其火灾危险性的预先分析,有利于寻找提高娱乐场所安全性的具体消防设计措施.     

中国大陆和香港地区民用建筑疏散通道设计规范的对比与仿真验证

为研究世界不同地区民用建筑防火规范中对疏散通道设计相关规定的差异性及其对消防评估结果的影响,以中国大陆地区和中国香港地区为例,针对两地的民用建筑防火规范中对建筑物内楼梯数量以及疏散通道相关参数的不同规定,构建了两个多层居住建筑应急疏散场景,使用AnyLogic软件对两个场景进行了仿真模拟计算,并将不同规范的差异所导致的结果进行了量化比较。结果表明两地的民用建筑防火规范在体系结构与适用对象、人员载荷设定以及疏散通道设计等方面都存在不同:(1)在人员载荷设置的计算系数上有很大不同;(2)对安全出口数量的设置方法、对疏散通道和疏散单元宽度的计算方法也存在差异;(3)中国香港地区的规范对人员疏散方面的规定更有针对性且要求更明确,相比之下,中国大陆地区的规范为性能化防火设计留下了更多根据实际情况灵活处理的空间。