基于FDS的排烟速率对某方舱医院火灾关键参数的影响

以某方舱医院为对象,通过FDS数值模型研究了方舱医院火灾关键参数在不同排烟条件下的演化规律,模拟中选用1.2 m×2 m长方形火源,总热释放速率设定为3 200 k W,火灾发展类型为快速火,排烟设定为自然通风、机械通风以及车载通风3种工况。结果表明,能见度方面,自然通风条件下,以能见度为指标的走廊内最小安全疏散时间约为110 s;排烟速率对火源近点的临界时间影响较小,随排烟速率增加,其余测点临界时间逐渐增大,与排烟装置相隔的测点临界时间增加最为显著,增量在2倍以上;大功率排烟下,二楼大部分区域能见度保持600 s以上临界时间。CO体积分数和温度场方面,走廊处CO体积分数始终未达到0.14%,温度未达到80℃,均未超过安全阈值,最小安全疏散时间均超过600 s。火源房间内,风机通风会导致可燃物燃烧更剧烈,CO体积分数累积速率最高提高10%,温度峰值最高提升9.8%。研究结果可为未来类似医疗建筑的消防设计提供数据支持,以强化类似移动医疗设施的消防设计。

隧道火灾相向射流排烟系统烟气质量流率比例系数

为探究隧道相向射流排烟系统中火灾发生时烟气的流动特性,通过FDS数值模拟研究隧道内不同上、下游风速工况下的上、下游烟气质量流率变化。基于等效风速、理论分析和数值模拟结果得到上、下游风速与烟气质量流率比例系数的关系式。结果表明:当等效风速小于临界风速时,上、下游烟气质量流率比值和烟气质量流率比例系数随等效风速增加而减小,并且等效风速与上、下游烟气质量流率比值存在线性关系;当等效风速大于临界风速时,上、下游烟气质量流率比值和烟气质量流率比例系数为0。

某核电厂电气仪控房间火灾排烟温度分析

对某核电厂电气厂房的2个电气仪控房间进行了火灾排烟温度模拟分析。模拟计算了排烟系统不同时刻启动时,这2个防火空间室内空气温度的变化情况。结果表明:排烟系统启动后房间空气温度迅速降低,然后逐渐升高,最后随着火灾热释放速率的降低而逐渐降低;对于手动启动的排烟系统,需及时启动才能有效排除火灾中的烟气;需合理设置排烟防火阀,以保护排烟风机等。

特长跨海公路隧道联络烟道间距优化设置研究——以青岛第二海底隧道为例

青岛第二海底隧道通过在隧道的南北线排烟道上纵向间隔设置联络烟道,将南北线烟道联通。由于目前尚无公路隧道设置联络烟道的案例可供参照,为研究联络烟道对公路隧道防排烟效果的影响,亟需明确在不同联络烟道间距下隧道内火灾温度场、烟气蔓延情况、系统阻力等的分布规律,确定最优联络烟道间距。在现有评价指标烟气蔓延长度l_(60)、排烟效率η的基础上提出阻力削减率ξ,构建基于性能化的联络烟道间距优化评估模型;在调研全国各种隧道横通道间距设置配合形式后,采用Fluent软件模拟不同联络烟道间距下的烟流特性及数据。结果表明:1)联络烟道能有效降低排烟系统的阻力;2)随着联络烟道间距的缩短,烟气蔓延长度l_(60)由260 m缩小至180 m,排烟效率η由93.39%提升至97.80%,阻力削减率ξ由15.42%减小至2.20%;3)联络烟道间距为750 m和1500 m混合的设置方式能起到较好的排烟效果,此时继续缩短联络烟道间距对系统排烟能力提升有限。

地下电动汽车库的消防排烟设计探讨

目前国家、行业均未对电动汽车库火灾时的消防、排烟制定相关设计规范或技术措施,因而对于电动汽车库的消防排烟系统设计存在较多的争议。本文通过总结大量国家及地方标准,在前人研究的基础上,结合国内外实验数据,选取典型模型进行计算,提出了可供参考的地下电动汽车库的消防排烟设计方法,为地下电动汽车库的消防安全设计积累经验。

太原某多层丙类生产车间防排烟系统设计

随着我国经济的快速发展,大量的工业企业兴盛,生产车间建设也越来越多。以山西省太原市综改区某多层丙类生产车间为例,结合《建筑防烟排烟系统技术标准》(GB 51251—2017),对多层丙类生产车间防排烟系统的设计进行探讨,为类似工程的设计提供参考。

隧道顶部式太阳能烟囱空腔截面比对通风与火灾排烟性能影响研究

为研究城市浅埋隧道顶部式太阳能烟囱耦合运营通风与事故排烟的性能,采用数值模拟方法,开展不同烟囱空腔截面宽/深比下的通风与火灾烟气流动模拟,分析太阳能烟囱入口体积流量变化规律。设置太阳能辐射强度由400W/m^(2)至1200W/m^(2),烟囱截面积为24m^(2),截面宽/深比由1.5至6,火源热释放速率为3MW、10MW、20MW。研究得出:太阳能辐射强度增加使空腔吸热量上升,导致通风流量更大,通风流量与q^(1/3)呈正相关;太阳能烟囱入口处体积流量与烟囱深度的2/3和烟囱宽度呈线性增加,烟囱空腔宽/深比越大,烟囱入口处的通风体积流量增加,排烟体积流量却更低,烟囱排烟体积流量随Q^(1/3)和hc^(1/2)增加,烟囱宽为12m,空腔间隙为2m时,上游所有烟气被排除,其通风与排烟性能最佳;基于模拟结果,建立了通风与排烟流量修正模型,修正模型预测值与模拟结果吻合较好。可为隧道太阳能烟囱设计与性能优化提供参考。

电动自行车库的排烟计算探讨

目前,我国没有关于电动自行车库排烟规定的国家标准,各地方标准仅作了定性的规定或部分定量的指标要求。通过对几种类型电动自行车进行火灾试验,确定了其火灾热释放速率,为电动自行车库性能化排烟计算提供了依据,并对某实际项目案例进行了分析计算。

地铁车站站台火灾影响分析与人员疏散研究

掌握地铁车站站台火灾对人员的危害性及其发展规律是确保安全运营和人员高效疏散的前提.本文在计算流体动力学的基础上,结合Pyrosim仿真软件构建地铁车站站台火灾仿真模型.分析了站台内火灾烟气的扩散规律,并在此基础上根据热释放速率、火源数量及位置,以及排烟速率的不同设计火灾场景,探索这些因素变化对火灾发展的影响,并结合通风策略对人员疏散时间和速度进行比较分析.所得研究结论为站台火灾发生时的应急措施和人员疏散提供依据.

机械排烟控制小室火灾烟气的实验研究

采用全尺寸实验对较大火源功率下机械排烟控制小室火灾烟气的效果进行了研究.根据小室内的温度分布特点以及所稳定的烟气层高度,通过实验数据和计算结果的对比,分析了较大火源功率下3种经典羽流模型在小室机械排烟过程中的适用范围.结果表明,在火源功率大于250 kW时,Heskestad模型的计算值与实验值符合较好,并进一步对实验数据进行拟合,修正了Heskestad模型,从而得出较大火源功率下,控制烟气从小室溢出所需要的风机风量与火源功率以及所控制的烟气层高度之间的半经验关系式.

基于中性面的抑制烟气溢流的临界排烟量模型

本文基于中性面理论,建立了排烟条件下房间(简称排烟房间)竖向开口烟气中性面计算的区域模型。根据中性面高度与开口上沿的关系,得到了抑制开口处溢流产生所需的临界排烟流量以及气体流入质量流率的计算模型。结果表明:在排烟条件下,房间竖向开口处烟气流动的主要控制因素仍是密度差引起的压差;随着排烟量增大,开口处的中性面不断上移,烟气溢流量持续减小。中性面与开口上沿平齐后即达到溢流抑制临界条件,烟气便不再溢出室外。数值模拟结果与理论模型的计算结果对比表明,所建立的模型可以较好地预测排烟房间竖向开口的烟气溢流抑制临界条件。

高层建筑走廊机械排烟的数值模拟研究

采用场—区复合模型模拟起火层内的烟气运动过程 ,分析了走廊通道内三种机械排烟方案的烟气控制效果。模拟结果表明 ,与排烟量相比 ,排烟口的位置和数量对排烟效果的影响更大 ;

机械排烟系统优化设计数值模拟研究

本文以一超市建筑为例,运用火灾模拟软件FDS对排烟口位置、排烟口数量、排烟量、排烟口面积等对机械排烟效果的影响进行了研究。研究表明顶棚排烟优于侧壁排烟;排烟口应尽量远离疏散出口;排烟量达到一定数值之后,再增加排烟量,对排烟效果影响不大;增加排烟口数量,并合理分布其位置,可以得到良好的排烟效果。

不同排烟条件下细水雾扑灭油池火的实验研究

通过全尺寸模拟实验研究了细水雾和机械排烟共同作用下小室火灾烟气特性。实验中通过改变变频器频率来调节风量和风速,通过封堵来改变排烟口位置及其开口大小,研究分析了细水雾和机械排烟共同作用下火场的温度和CO体积分数变化。实验结果表明,随着排烟强度的增加,细水雾灭火时间延长,烟气平均升温速率和平均降温速率均下降,CO体积分数降低。排烟口位置的不同对细水雾灭火效果影响较大。

隧道侧壁排烟烟气特征的数值模拟

为了更好地研究隧道侧壁排烟系统的性能,利用FDS软件建立长450 m的大排烟口隧道模型,并以此为模拟对象.对不同排烟速率下的隧道内烟气层温度、厚度进行了数值模拟分析.结果表明:排烟速率0~60m^3/s时,烟气层厚度随排烟速率的增大而减少;80~180 m^3/s时,烟气层厚度反而增大.排烟速率一定时,烟气层厚度沿排烟口横向和纵向会出现先降低后增大的变化;但总体上来看,变化很平缓.排烟速率较小时,火源左侧和右侧烟气层厚度和温度的平均值都比较接近;随着排烟速率的增大,厚度和温度的平均值出现差值,并且差值明显大于排烟速率较小时.因此,为了使排烟系统性能达到最大化,需选取合适的排烟速率.

基于多指标约束的隧道集中排烟量设计模型

利用经典羽流模型计算烟气生成量来设计隧道集中排烟系统的排烟量存在设计量偏小的问题。从火灾烟气控制效果出发,选取排烟效率、烟气蔓延范围、烟气流动速度、人员疏散微环境4个指标,提出一套隧道集中排烟系统的评价指标,构建基于多指标约束的隧道集中排烟量设计模型。通过FDS 5.0对某越江隧道火灾时的各评价指标参数值进行模拟计算,得到该隧道集中排烟系统在20MW火灾时的最适排烟量为140～150 m3/s。研究表明,利用多指标约束的排烟量设计模型可提高隧道集中系统排烟量设计的准确性。

高层建筑火灾时走廊净高对排烟效果的影响

采用k-ε两方程三维紊流模型模拟高层建筑内的烟气流动,利用FLUENT软件对定排烟量情况下不同走廊净高和排烟口风速时的机械排烟进行模拟。对比分析了不同走廊净高和排烟速率情况下,高层建筑内烟气的扩散、走廊内烟气温度和质量分数的变化情况。结果表明,走廊净高为2.4m时,排烟口排烟速率不应大于1.7 m/s;走廊净高为2.7 m时,排烟口排烟速率不宜大于2.8 m/s;而当走廊净高为3 m以上时,排烟口的排烟速率按照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95(2005年版))取值,能够符合安全疏散要求。

风口非对称布置排烟隧道耦合烟控参数CFD寻优分析

以上海某长大越江公路隧道为背景,针对三个大尺度风口非对称布置在火源两侧的特殊情况,借助经模型实验验证的CFD模拟,详细分析多种纵向风速、排烟量组合下,风口风量分配、排烟温度、烟气水平扩散距离等物理量的变化。进一步提出热烟气水平扩散不超过火源附近3个风口范围以及排烟量最小的排烟优化设计思路。借助CFD模拟通过反复计算比较,得到不同火灾热释放速率、隧道坡度、坡向变化下优化耦合烟控参数,并将优化结果整理得到适用于工程应用的无量纲准则关联式。

排烟风量变化对隧道集中排烟效率的影响

隧道集中排烟系统的排烟风量是影响火灾烟气抽排效果的关键参数。量化评价烟气抽排效果有利于排烟风机的优化选型。基于FDS的火灾燃烧过程的化学反应式得到隧道火灾烟气的质量生产速率,提出了排烟效率和排烟效能两个表征集中排烟系统烟控能力的计算公式。用基于大涡模拟的FDS软件对隧道火灾烟气进行数值模拟计算。对比研究表明,随着排烟风量的增大,机械排烟效率增大,机械排烟效能反而降低。风机排烟风量增大使多个排烟阀处发生吸穿现象,但风流短路并未降低整个排烟系统的排烟效率。根据研究结果给出了合理的风机排烟风量设计区间,确定三阳路道路隧道集中排烟系统的最佳排烟风量为170m3/s,对应的排烟效率为96.3%。

排烟条件下舱室烟气溢流的数值模拟研究

对排烟条件下不同火源功率及排烟速率下舱室竖向开口处的烟气流动进行数值模拟,发现中性面高度随着排烟量的增大而不断上移,烟气溢流量相应减小;随着火源功率的增大,中性面高度下移,溢流量增大。