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。     

竖井排烟口对L型高层建筑烟气流动特性影响的模拟研究

为了研究竖井排烟口对L型高层建筑烟气流动特性的影响,建立L型高层建筑火灾的数值模拟模型,以温度、CO浓度和窗口气流速度为指标,探讨在不同排烟面积下高层建筑内部结构的烟气流动特性。研究结果表明：6层为建筑的中性层位置,随着排烟口面积增大,烟气蔓延到竖井顶部的时间缩短,对中性层以下走廊的烟气控制效果增强;火灾发生在中性层以下时,中性层以上窗口气流速度为负,烟气溢出;320 s为温差变化的分界点,在320 s之前,排烟口面积与温差绝对值成正相关,320 s之后则成负相关。     

室外风作用下竖井结构内火灾烟气运动规律研究

室外风是影响高层（超高层）建筑火灾蔓延的主要因素。通过数值模拟六个不同火灾场景温度场、能见度及CO浓度场变化过程,定量总结了不同风向、风速条件下侧向全开竖井结构内烟气运动规律。模拟结果发现,迎面风作用下,竖井内会产生较高滞止压力,中性面位置上升,上部烟气加速向竖井下部蔓延,下部烟气通过开口排出;背面风作用下,中性面位置...     

“Z型”中庭烟气流动及自然排烟特性实验研究

"Z型"中庭自然排烟设计已经在部分高层建筑中实际运用。然而,现有规范对此类设计方法无具体指导性消防安全要求,同时缺乏相关研究。通过在海南某高层建筑中开展全尺寸火灾实验,选取中庭和办公室不同火灾区域和规模,在不同外界风向和风速下,通过监测有毒气体浓度、烟气温度和能见度以及烟气层厚度等参数,研究超过12m的"Z型"高大中庭烟气流动特性及自然排烟效果,并分析其对中庭和人员安全性的影响。研究结果表明:该建筑采用"Z型"中庭能够有效排出烟气,自然排烟设计合理。所得结论可为消防部门审核该项目提供参考,也为类似高大中庭自然排烟设计提供科学依据。     

自然通风下横向走道防排烟方式和排烟口位置对烟气状态的影响模拟

通过建立高层建筑内烟气流动的数学模型,采用k-ε双方程三维紊流模型对高层建筑火灾时横向走道内不同防排烟方式和不同位置的排烟口对烟气状态的影响进行数值模拟;通过分析比较,得出对于火灾初期挡烟垂壁对延缓烟气扩散的效果明显,可以通过设置合理的挡烟垂壁高度和数量来延长疏散时间;笔者认为,重要场所应用机械排烟时,排烟口应避免设在前室附近,应将排烟口设置在以挡烟垂壁为防烟分区的中间部位;在保持总排烟量不变和不过分增加经济投入时应增设排烟口的数量以达到最佳排烟效果。     

关于民用建筑工程设计中防排烟及通风问题的思考

为解决民用建筑火灾浓烟造成的人员伤亡,本文在介绍建筑火灾危害与特点的基础上,提出当前建筑防排烟与通风设计存在的问题,然后明确建筑火灾烟气流动主要影响因素及建筑防排烟与通风设计要点,以期为相关人员提供参考,提高建筑的防排烟与通风效果,将火灾带来的危害降至最低。     

地铁多线换乘车站火灾模型实验研究—(1)模型装置设计

为研究地铁网络化运营枢纽车站火灾烟气扩散特征和防排烟技术,根据工程资料和标准规范对典型多线换乘车站进行1∶10火灾实验模型设计,并依据设计方案完成车站模型主体结构和通风排烟系统的搭建,同时在各个防烟分区设计安装温度、流速、烟气浓度和热辐射测量装置,可实现对“T”形、“十”形和“L”形换乘等不同换乘形式车站的火灾场景模拟和危险参数测量。研究结果表明:该模型装置能够开展一系列针对不同换乘形式和通风模式的火灾实验,对于全面揭示大型换乘车站火灾烟气运动规律、验证并优化火灾防排烟设计方法、支撑复杂结构枢纽车站火灾烟气控制技术具有重要意义。     

高层建筑火灾时走廊-前室缓冲区效果数值模拟研究

高层建筑火灾时,正压防烟带入的大量新鲜空气被送入着火层并稀释了烟气,降低了机械排烟效率.提出设置高层建筑条形走廊-前室缓冲区的设想,采用双方程κ-ε模型,对设置缓冲区后排烟效果的影响进行了模拟和分析.结果表明:建有前室缓冲区后,前室内烟气的平均质量分数远小于4.6％,前室在较长时间内处于安全状态.从走廊扩散至竖井的烟气分别经过走廊、前室两次降温,温度下降明显,在竖井中容易形成滞止状态,使其向上方其他楼层扩散的趋势降低,对整栋楼内人员疏散而言更为有利.     

高层建筑火灾时烟气的垂向组合控制研究

高层建筑火灾时,正压防烟带入的大量新鲜空气被送入着火层并稀释了烟气,降低了机械排烟效率。采用垂向组合控制的模式,对高层建筑内烟气流动采用双方程三维紊流模型,通过实验和模拟对比分析各排烟模式的排烟效果。结果表明,对条形走廊,单独设置空气幕能有效阻挡烟气进入前室,但防烟时间相对较短,同时采用空气幕和正压时,挡烟时间至少增加了60 s,且挡烟效果和单独前室正压相同,但所需新鲜空气量却减少了1/3,且此模式下的烟气在空气幕和前室正压作用下经过两次降温,温度下降效果明显,在竖井中容易形成滞止状态,使烟气在中性层上方向其他楼层扩散的趋势降低,对整栋楼内人员疏散更为有利。     

基于CFD模拟的不同尺度竖井模型内烟气温度分布相似性的研究

通过小尺寸实验来研究实际建筑结构的火蔓延和烟气控制是一种已经被验证的十分有效的方法。经典方法中尺寸缩放只需要保证Froude数不变即可。采用CFD模拟的方法研究由火灾引起的烟气羽流在高层建筑竖井内的温度分布情况,建立三种不同尺寸高层建筑竖井的相似模型,并对比模拟结果,得出了尺寸缩放的规律:在保证Froude数不变的前提下,还需保证竖井结构内的流动为湍流;同时得到了着火房间通风口无量纲面积大小和火源位置变化对不同尺寸模型内流动相似性效果的影响规律。     

高层建筑火灾风险的二级可变模糊评价

随着国民经济的迅速发展,结构复杂、人员密集的高层建筑正在逐渐增多,由于其特殊的结构形式,高层建筑火灾的性质与一般建筑火灾不同,因此,高层建筑的火灾风险评价方法是火灾安全学中的一个热门研究方向。本文以可变模糊集理论为基础,建立了一种新的高层建筑火灾风险评价模型—二级可变模糊评价模型。以某高层建筑火灾安全评价为例,运用二级可变模糊评价模型进行风险等级计算,并与其他评价方法的评价结果进行了比较分析。最后,通过变动权值,对该建筑的火灾风险等级进行了重新评价,结果表明,本文建立的模型有效,且评价结果对指标的权值依赖较小。该模型考虑了隶属度的相对性,使评价结果更为可靠,具有普遍适用性。     

基于灰色关联度的集对分析方法在高层建筑火灾危险性评价中的应用

为了对某钢管厂高层建筑进行火灾风险评估,基于高层建筑的防火、灭火设计要求,从防火系统、灭火系统、安全疏散和消防安全管理四个方面构建了高层建筑火灾危险性指标评价体系,并运用层次分析法确定了各火灾危险性影响因子的权重。根据集对分析的联系度模型对高层建筑进行火灾危险性评估,确定其安全等级。结合灰色关联度理论对差异度与同一度、对立度两组数据进行计算比较,选取绝对关联度大的值作为差异度系数i的值,从而可以确定各组联系度的值。根据联系度最大值所属的安全等级,确定了高层建筑的火灾危险等级为一般安全,结果与实际情况相符。     

高层建筑火灾致因因素分析与防火安全对策

针对高层建筑物火灾起火因素多、蔓延途径多、疏散困难、扑救困难等特点,全面分析高层建筑火灾致因要素并得到以火灾事故直接损失为顶上事件构建的局部事件树,从"人-机-环境"即技术(硬件)和管理(软件)的系统思路入手,提出建立以管理为纲目、技术为手段,突出管理对技术的指导与协调原则的高层建筑防火安全体系和高层建筑防火安全对策即建立完善救火系统、加强"三同时"、加强相关人员安全管理及培养相关人员安全意识、健全火灾应急预案。该研究成果以有效的解决高层建筑防火为目的,并为高层建筑设计、防火安全评价和应急预案制定等方面提供有实用价值的技术支持。     

高层建筑地下室消防安全性能的分析与评估

以建筑性能化消防安全设计理论与方法为基础,以建筑物性能化规范标准为原则,以某高层建筑的地下室工程为例,对其超出高层建筑防火设计规范的地下室油罐和制冷机房安全通道等对整体建筑消防安全有重大影响的防火设计部分进行消防安全性能的分析与评估,同时给出地下室消防性能评估步骤与流程。结果表明,该地下室工程所采用的防火防爆与正常使用等措施,可对建筑物与人员提供可靠的消防安全保障。该地下室工程的消防安全设计可以供其他相关工程借鉴参考。     

高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法

火灾风险评价是减小和控制高层建筑火灾的基本手段。目前 ,高层建筑火灾风险的评价方法很多 ,但是很少有将概率方法与模糊评价方法相结合进行火灾风险评价的。笔者基于对高层建筑火灾风险因素的综合分析 ,建立了高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价模型 ,并以具体的工程实例 ,论述了该数学模型在高层建筑火灾风险评价中的应用 ,目的在于为高层建筑火灾风险评价方法的研究提供一种新的尝试 ,为采取合理的火灾防治技术措施在理论上、方法上提供有益的指导。     

高层建筑火灾安全疏散研究述评

火灾条件下的高层建筑安全疏散研究已成为国内外研究的热点。介绍了高层建筑安全疏散设计及高层建筑人员疏散模拟两种主要研究方法在高层建筑安全疏散研究上的应用。首先说明了高层建筑安全疏散设计经历了一个从处方式安全疏散设计到性能化安全疏散设计的转变,分析了国内外在高层建筑性能化安全疏散设计上的发展,并列出了性能化安全疏散设计在实施中存在的问题;其次介绍了应用于高层建筑人员疏散的仿真模型,设想了高层建筑计算机模型的发展趋势;最后结合高层建筑火灾安全疏散目前存在的问题和不足,对高层建筑火灾安全疏散做出展望。     

城市高层建筑火灾消防及安全逃生策略研究

针对当前城市高层建筑消防的严峻形势及火灾威胁安全逃生的现实问题,从高层建筑的特点分析其火灾的特点,即火势猛、蔓延快、疏散难、伤亡重、结构耐火性差、灭火救援难等,进而提出需从导致高层建筑火灾的设计、管理、装修等环节处着手,从源头上预防和杜绝火灾,将灾害后果降到最低程度。特别强调,若有人身处高层建筑火灾威胁之中,面对突如其来的灾难应立足自救互救,走出误区,采取明智的安全逃生策略,有效地降低人员的伤亡。     

高层住宅楼小天井与外廊结构的消防安全问题研究

高层住宅楼已经成为城市建筑中最主要的建筑形式,高层住宅楼的小天井由于具有采光、通风功能又可以节省占地面积而受到开发商和用户的青睐。高层住宅楼采用小天井和外廊结构可能带来的消防安全问题,给城市的消防安全管理增加了不确定因素。采用数值模拟的方法构建了采用小天井与外廊结构的高层住宅楼火灾场景,并开展现场热烟试验,研究了小天井与外廊结构的火灾危险性,对采用防火玻璃分隔方法的可行性进行了论证。研究结果显示,采取使用防火玻璃将小天井和外廊进行分隔的消防措施,不利于外廊烟气的排放和人员疏散。