大空间火灾烟气流动的动态显示研究

讨论了火灾烟气流动过程的计算机动态模拟方法。利用Ｄｅｌｐｈｉ可视化编程工具,建立了一个融区域模拟计算和计算机动态显示于一体的火灾发展的模拟软件,并以中国科技大学的大空间建筑火灾实验厅为对象,对典型火灾羽流及烟气层的发展过程进行了动态显示。     

建筑火灾过渡区域数值模拟选取计算区域的判据研究

在建筑火灾的计算机模拟中,计算区域的选取密切关系到计算结果的合理性。已有研究针对单一开口小室在火灾燃料控制阶段和通风控制阶段时计算区域如何选取进行了分析并得到了定量的结论,该文在此基础上改进结果处理的方法,提出一种新的定量分析计算区域合理选取的方法,对单一开口小室在火灾两阶段间的过渡区域如何选取计算区域进行了定量分析。     

建筑火灾区域模拟竖孔流动的计算

本文根据建筑火灾双层区域模拟思想，给出其常微分控制方程组，并分析了其压力求解方法，然后，运用伯努力利方程推导了相邻房间通过矩形竖孔（门或窗）的质量流率计算公式，还讨论了竖孔流动中性面产生条件。在此基础上，结合一两房间、两孔建筑中烟气运动实例，运用Ｃ．Ｗ．Ｇｅａｒ刚性稳定算法对火灾发展及烟气流动过程进行了数值模拟；给出各竖孔中性面位置、数量和各主环境之间通过竖孔的质量流率；还给出各房间气体平均温升、     

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。     

火灾引发超高层建筑非连续倒塌模拟研究

为了解超高层建筑发生火灾后变形特征及失稳后的非连续坍塌过程,掌握引起变形和坍塌的原因,将三维颗粒流软件(PFC3D)作为模拟平台,设置核心筒-框架结构的超高层建筑火灾区域,并模拟坍塌过程。在考虑钢筋和混凝土共同作用结果的基础上,提出火灾区域中构件属性设置方法及模拟步骤。分析得到造成建筑结构摆动的3种原因,一是火区位置不同导致上部结构对火区的压力不同,二是火区位置不同导致结构受到的约束不同,三是受热膨胀性使构件产生不同程度变形。结果表明:燃烧温度为500℃,3 h后建筑发生摆动,表现出对火区位置和燃烧时间敏感的特征。1 000℃下1 h内,建筑物首先发生破坏的是梁构件,然后是承重柱。即建筑一旦进入结构破坏阶段,坍塌将是迅速且不可逆的。     

地下商业街建筑人员疏散预测

利用网络控制原理地下商业街建筑人员疏散行为进行模拟,建立疏散预测模型,通过计算机软件的开发预测建筑人员疏散所需时间动态模拟疏散过程。并根据预测结果对建筑方案及疏散计划方案加以修改完善,以保证建筑中所有人员在火灾发生时得以安全疏散。     

火灾及烟气计算机模拟模型综述

近年来,火灾及烟气运动的计算机模拟模型得到了广泛的发展,已经得到广泛应用.计算机模型的广泛应用得益于在过去十年中火灾理论研究和试验所得到的火灾基础数据库,以及计算机硬件的发展使得更为复杂的计算方法得到应用.计算机模拟的应用也推动了建筑规范从"处方式"向性能化规范发展.本文对火灾及烟气计算机模拟模型的基本原理进行了介绍,着重介绍了在我国应用广泛的场模拟模型FDS,并结合笔者使用过的模型进行了对比研究.     

大型建筑内部火灾温度场的数值模拟

利用CFD技术对在建筑火灾情况下，温度场的变化趋势进行数值模拟。针对大型建筑内部火灾温度场数值模拟特点，考虑建筑火灾中温度、烟气扩散以及尺度较大等因素，通过小尺度数值实验，在模型的效率性和准确性方面对不同模型加以比较、分析，选取带浮力修正的模型。同时，选用国际通用CFD计算软件FLUENT6．1针对某大型建筑内部火灾温度场进行数值模拟。并结合区域模拟软件CFAST对结果进行比较分析。表明CFD场模拟软件FLUENT6．1具有较高的可靠性，可针对大型工程项目进行分析模拟。     

飞机撞击引起爆炸-火灾后建筑坍塌过程模拟

为了解飞机撞击超高层建筑后致使建筑坍塌或倾倒过程,基于颗粒流理论进行了该过程模拟,包括飞机撞击、油箱爆炸、火灾和建筑坍塌过程。模拟分4个阶段:初始至撞击、撞击至油箱爆炸、爆炸至火灾、建筑坍塌至结束。引入了颗粒流爆炸模型和考虑钢混等效结构的火灾模型。分别在建筑高程250 m和100 m处实施了撞击模拟。结果表明,不同的撞击高度所造成的建筑破坏效果和过程有同有异。共同点是飞机的撞击并不是建筑破坏的直接原因。飞机油箱爆炸破坏了外围框架,也造成核心筒结构的损伤,因此爆炸是建筑破坏的起因。不同点是250 m撞击时爆炸引起的火灾加速了上部建筑的倾倒,但最终撞击处下部建筑结构仍完整,这个过程时间较长。100 m时火灾几乎未起到任何助力坍塌的作用,建筑便已经开始不可逆的坐塌过程,该过程时间较短。     

建筑火灾模拟模型设计

数值模拟是火灾科学研究中的一种重要方法。本文描述了建筑火灾模拟模型的建模思想和方法，该思想可用于研究建筑火灾过程规律、新的火灾安全方案或策略的工作效果和经济性分析，模拟模型可以给系统性能和火灾防治经济性以定量说明。并对在建模中存在的问题进行了探讨．     

某中庭式建筑火灾情况下人员疏散危险性分析

建筑物内人员的安全疏散设计是建筑防火设计的重要组成部分。本文针对具体某中庭建筑的实际情况,开展人员安全疏散研究．采用性能化防火设计的思想,运用经验公式和场模拟相结合的方法对不同火灾场景下中庭的烟气运动进行数值计算．并将计算结果与我国现行规范中的相关规定对比分析。研究结果表明,性能化设计思想能在中庭的人员疏散设计中得到合理的应用。     

大型体育馆消防性能化设计中安全疏散时间的分析和研究

《体育建筑设计规范》对体育馆安全疏散时间有明确的要求,对于二级耐火等级的体育馆控制疏散时间定为3min～4min。以此作为某大型体育馆消防性能化设计中安全疏散时间依据,运用人员疏散模拟软件分别对体育馆安全疏散时间进行的分析和比较,探讨了具体案例中如何确定和评估消防性能化设计的安全水平,即消防性能化设计安全水平不应低于处方式安全水平的设计理念。研究结果表明,现行设计宽度可满足疏散要求,充分保证人员的安全疏散。     

水喷淋下大空间建筑烟气输运的数值模拟研究

大空间建筑由于其功能、结构上的特殊性,使得现有的消防规范不能满足其防火要求,特别是针对大空间建筑的防排烟设计就更为不适用。性能化设计方法是目前防火领域最先进的技术,水喷淋系统作为大空间建筑原有的消防设施其对火灾烟气输运的影响,已作为一项重要的性能参考指标。笔者从数值模拟的角度出发,利用流体动力学软件FDS,研究有无喷淋情况下火源功率能量传递及羽流烟气的输运过程。通过对两种火灾场景下火羽流温度、地面传导热通量及辐射热通量的对比分析,探讨了火羽流流场分布形式,为大空间建筑的防排烟设计提供有力参考。     

大型仓库防火分隔带设计和预期财产损失研究

基于"性能化设计仓库安全水平不低于处方式设计仓库"的设计理念,针对某大型仓库进行了防火分隔带的设计和预期财产损失的评估。探讨了具体案例中采用事件树、概率计算与数值模拟相结合进行性能化设计安全水平分析和预期财产损失评估的方法。研究结果表明,进行仓库消防系统有效性分析和预期财产损失评估,有助于更全面地评价消防性能化设计方案的安全水平。     

火灾场景设计与火灾危险度分析在火灾性能化设计危险源辨识中的应用

通过介绍设定火灾场景,计算热释放速率,使用火灾危险度的概念对建筑火灾的危险性进行综合评价等方法,探讨了在性能化防火设计中的危险源辨识问题。给出了一个对某航站楼进行面向性能化设计的火灾危险评估的工程算例。     

五店市历史传统街区建筑群防火间距研究

针对执行现行消防技术标准与保留传统建筑风貌的矛盾,以晋江五店市传统街区为对象,采用数值模拟方法研究不同楼间距对相邻建筑所受火灾辐射热流的影响规律,对街区内的典型建筑防火间距进行重新评估,使其既满足历史街区风貌保护要求,又能达到预防火灾的目的。     

大型商业建筑中的性能化设计问题探讨

本文分析了大型商业建筑的建筑特点、火灾特点及火灾危害性,并基于性能化防火设计的理念,针对某大型商场的建筑特点和性能化问题,提出了通过设置防烟走廊阻止火灾高温烟气进入作为疏散临时安全区的中庭的设计方法。在合理估算建筑内火灾和人员荷载的基础上,选用合适的模型,通过对火灾情况下的烟气蔓延和人员疏散进行数值模拟和分析,验证了防烟走廊的设置可有效提高中庭的防火安全性能。     

大型综合购物广场中庭火灾烟气的数值模拟

中庭火灾的烟气流动与控制数值模拟是性能化消防设计的关键。借助Fluent软件,以广州某广场中庭为实例,考虑火源位置和补风口位置两因素,设计了不同的中庭类建筑火灾场景,并建立了数值模型。结果表明:当补风口稍高于火源时,不仅对火源的影响较小,还有利于烟气的排出;烟气中的CO向远距离处迁移时浓度变化较小;发生火灾时,中庭底部烟气的毒性危害高于烟气的高温危害。     

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。     

舰艇舱室性能化防火设计研究

随着舰艇舱室设备自动化程度的提高,目前许多发达国家的舰艇舱室防火设计正逐步从"处方式"规范转换到性能化设计.由于舰艇是可移动的海上建筑物,所以其性能化设计可以充分借鉴建筑性能化防火设计.首先简述了建筑性能化防火设计的概念和设计方法;然后结合舰艇舱室和建筑舱室结构和消防能力的异同点,提出了舰艇舱室性能化防火设计的实施步骤,并给出了某舰艇舱室性能化防火设计的算例.在某舱室性能化防火设计的工程算例中,首先采用火灾安全工程分析舰艇舱室性能化防火设计的总体设计要求和性能判据;然后对确定性指标进行计算;最后分析确定性指标是否符合防火设计总体要求.结果说明性能化防火设计对"处方式"防火设计的某些定性指标进行了量化补充,而且为舰艇舱室防火设计提供了必要的理论支持.