水幕对凹型建筑外立面火蔓延抑制模拟研究

为探究水幕对凹型建筑外立面火蔓延的抑制作用,以外立面保温材料挤塑聚苯乙烯(Extruded Polystyrene, XPS)为研究对象,采用FDS模拟软件建立抑制凹型建筑外立面火蔓延模型,研究不同喷水强度、外加辐射热强度和结构因子下,XPS火蔓延至顶部所需时间、XPS表面温度和厚度等参数变化情况。结果表明:结构因子和外加辐射热强度与XPS表面温度呈正相关,与火蔓延至顶部所需时间呈负相关;当结构因子大于1.0时,烟囱效应对外立面火蔓延的影响存在极限;改变喷水强度可有效抑制凹型建筑外立面火蔓延;结构因子为0.4、0.8和1.2时,临界喷水强度分别为106 L/(min·m)、735 L/(min·m)和912 L/(min·m)。

凹型建筑外立面火灾烟气蔓延特性研究

为了研究凹型建筑外立面火灾烟气蔓延特性,对高层建筑凹槽内火灾烟气"三场"数值模拟。研究表明:结构因子α(进深与槽宽之比)的变化导致凹型建筑结构内呈现不同的火灾烟气蔓延规律;当α为0~0.4时,建筑凹槽内的火灾烟气无烟囱效应;当α为0.6~1.2时,建筑凹槽内的火灾烟气呈现一定的烟囱效应,其火灾烟气温度场、CO浓度场、扩散速度场变化显著;当α>1.2的,建筑凹槽内的火灾烟气烟囱效应显著。

探讨凹型建筑外立面火灾竖向蔓延

选取10起典型外立面火灾案例进行分析,结合FDS软件进行建模,模拟凹型平面建筑外立面火灾,分析火场温度、烟气蔓延、CO浓度,模拟结果与矩形平面模型(标准模型)、不同进深的凹型模型、不同面宽的凹型模型模拟结果进行对比,研究凹型平面建筑外立面火灾竖向蔓延的特点。凹型平面建筑进深的增加对烟气蔓延、火场温度并没有本质影响;面宽的增加使火场温度降低,烟气蔓延减缓。

基于BIM的凹型立面建筑附着式升降脚手架的施工与安全管理

近年在高层建筑施工中,附着式升降脚手架因其更高的安全性和经济性已逐渐替代传统落地式脚手架,得到了广泛的应用,但在不规则截面建筑的应用中却存在技术难题。本文以外立面存在内凹结构的粤科科技金融大厦项目为案例,研究BIM技术在凹型立面建筑中的应用。分析结果表明,BIM技术通过建立三维信息模型规范化管理附着式升降各脚手架的各构件,清晰展示各节点连接细节,提升工人的安装效率;另外,针对本项目内凹结构变化,利用BIM技术设计一种带有可移动钢板的特制立柱,既可以用作附着式升降脚手架的附墙支点,又可以在凹型截面导致导轨的坡度变化时,上下移动立柱上的钢板,适配架体的水平附墙杆件;同时,可以利用BIM模型的可视化对项目危险源进行安全交底,提升安全管理能力。

不同空气湿度条件下凹型超高层建筑窗口羽流火焰的数值模拟分析

目的探究凹型超高层建筑在不同空气湿度条件下对窗口羽流火焰发生融合高度的影响以及窗口温度分布规律。方法对凹型超高层建筑火灾模型在空气湿度为20%、40%、80%条件下,采用火灾动态仿真模拟软件PyroSim进行数值模拟,通过对不同工况下窗口温度分布等温线和其温度曲线进行分析,并引入危险温度540℃、350℃。结果在不同空气湿度条件下,连续纵向两窗口至四窗口燃烧,在达到危险温度540℃时,火焰融合高度升高了7.8~8.4 m,连续纵向三窗口和四窗口燃烧比连续纵向两窗口燃烧火焰融合高度升高了3.7~4.7 m及4.0~4.5 m;在达到危险温度350℃时,连续纵向两窗口燃烧,火焰的高度升高了11.2~11.9 m,连续纵向三窗口和四窗口燃烧比连续纵向两窗口燃烧火焰融合高度升高了5.0~5.9 m及5.1~6.5 m。结论随着连续纵向窗口的增加,空气湿度对火焰融合高度的影响越来越大;空气湿度越小,火焰高度越高。

风作用下凹型超高层建筑窗口羽流火焰数值模拟分析

目的研究在风作用下凹型超高层建筑窗口羽流火焰融合高度及窗口处火焰温度变化规律。方法对无风、水平风向、竖直风向,风速为2 m/s、6 m/s条件下的凹型超高层建筑火灾模型采用火灾动态仿真模拟软件PyroSim进行数值模拟,分析窗口温度分布等温线及温度曲线,并引入危险温度540℃。结果在不同风速条件下,连续纵向三窗口及四窗口燃烧,达到危险温度540℃时,在水平风向作用下,火焰融合高度降低了35.7%~66.2%、32.5%~63.8%。在竖向风向作用下,火焰融合高度分别升高了11.1%~34.3%、19.6%~42.8%。结论在水平风向作用下,风速越大,窗口羽流火焰融合高度越低;在竖直风向作用下,风速越大,窗口火焰融合高度越高。

凹型结构建筑外立面火灾蔓延特性模拟研究

为探究凹型结构建筑外立面挤塑聚苯乙烯(XPS)外墙保温材料的火灾蔓延特性,运用FDS火灾动态仿真模拟软件,采用大涡模拟(LES)方法建立凹型结构外立面火灾蔓延模型,总结不同防火隔离带高度和不同方向外界风情况下火焰前锋和温度变化特征,并与无风和无防火隔离带情况进行对比分析。结果表明:火焰前锋高度随时间变化呈指数关系;防火隔离带、正面风和45°向下方向的外界风均可对火灾蔓延初期起到一定的阻隔和抑制效果;为保证隔火效果,防火隔离带之间的距离不应大于3 m;而45°向上方向的风对火灾蔓延起到助推作用。

火源位置对凹型砖木结构古建筑火蔓延特性影响研究

为探究凹型砖木结构古建筑火灾蔓延特性,以某典型凹型古建筑为研究对象,利用Pyrosim软件进行物理模型搭建,研究不同火源位置对火灾蔓延规律的影响,以及在该过程中温度、能见度变化规律和CO、CO_(2)浓度动态分布情况等。结果表明:不同火源位置对火蔓延特性影响较大,若引火源位于凹型古建筑西南角,相较西北、正北方向两个工况,热释放速率可高达240 MW/s,应选择在该处设置多个感温探测器及自动喷淋系统用于火灾防范;若引火源位于建筑西南角,相较其他工况室内温度可达最高值1 000℃,CO、CO_(2)浓度亦均达最值,且在垂直高度1.67 m处能见度下降速率达到峰值,人员需在2 min内全部疏散。该研究对于凹型砖木结构古建筑火灾防控、防灭火装置的合理排布及灾后人员高效、安全疏散具有重大意义和参考价值。