长通道内机械排烟速率对烟气层吸穿影响的数值模拟研究

通过数值模拟,分析了长通道内机械排烟时排烟口下方的流场结构、烟气层温度和厚度,定量描述了烟气层厚度、温度与排烟速率之间的关系.结果表明,排烟速率大到一定程度时会导致烟气层吸穿,使得机械排烟效率降低.

隧道集中排烟速率对排烟口下方烟气层吸穿现象的影响

以水平公路隧道为研究对象,运用FDS进行数值模拟,分析了集中排烟模式下对称开启的6个排烟口下方的烟气蔓延规律、烟气层温度和厚度分布规律。结果表明,当排烟速率增大到一定程度时,隧道集中排烟系统存在多个排烟口下方烟气层吸穿的现象,且离火源越远的排烟口越容易发生吸穿,而吸穿会降低整个排烟系统的排烟效率,可能导致排烟口烟气拥堵,易对疏散救援造成消极影响。通过定量描述烟气层厚度和温度与排烟速率之间的关系,获得排烟口下方吸穿的排烟速率范围。

地下车行环道烟气层特征全尺寸试验研究

开展实体火灾试验,对地下车行环道内火灾烟气变化规律进行了研究。试验结果表明,三种工况中的烟气层最高温度变化规律较为一致,离火源5m以外的烟层温度均小于180℃;采用N百分比法计算烟气层厚度时,N的取值对结果影响较大,但烟气层厚度沿隧道纵向的变化规律较为一致;当使用"中间排、上下游补"的防排烟组合模式时,不同火源功率(1.2 MW和3.8 MW)下的火灾烟气层温度和厚度差异不大,烟气控制效果满足人员安全疏散。

侧部点式排烟模式下烟气分层特性研究

引入烟气掺混影响长度的概念,针对侧部点式排烟模式下不同火灾热释放速率、排烟流量等变化条件,对烟气层厚度、烟气层温度及水平流动速度随烟气水平蔓延的变化情况进行了数值模拟研究。结果表明:烟气掺混影响长度与排烟流量成正比例增长关系;排烟流量较小时,烟气存在明显分层,随着排烟流量的增大,烟气层与冷空气层剧烈掺混,烟气层变得紊乱,看不到明显的分层现象;同一纵向条件下排烟口附近上层烟气层的流速值随排烟流量增加呈现先增大后减小的趋势,不同纵向条件下排烟口外侧烟层流速较低,距离排烟口越远时,侧向排烟对烟气蔓延的抑制作用越弱;排烟流量对于烟气层稳定性的抑制作用主要集中在排烟口处及排烟口与隧道端部区段。

高层建筑火灾时排烟速率对排烟效果影响的数值模拟

对比分析了不同排烟速率情况下,高层建筑内烟气的扩散、走廊内温度的变化和排烟口下方烟气层厚度的变化情况。结果表明,高层建筑走廊机械排烟时,排烟速率对排烟效果影响很大。当前《高层民用建筑设计防火规范》中"排烟口的风速不宜大于10 m/s"的规定不太合理。高层建筑走廊机械排烟设计时,应根据性能化防火设计思想,取得合理的排烟速率,保证排烟口的控制距离小于烟气界面层厚度。

隧道长度对烟气分布影响数值模拟

采用数值模拟方法,研究隧道长度对火灾烟气质量流量及烟气层厚度的影响。隧道长度分别设定为100,200,300,400,500m。结果发现:设定条件下,烟气蔓延距离大于200m时,烟气沉降明显,烟气质量流量和厚度呈现先增大后变小的趋势;烟气层下方存在诱导气流,二者之间的剪切作用共同影响烟气质量流量和厚度的变化;200m范围内,诱导气流的速度随着与火源距离的增加而增大,主要是由于烟气层温度较高,浮力效应较强,从而卷吸下层冷空气,导致烟气质量流量和厚度增大,下方诱导气流空间减小,导致速度增加;200m范围外,烟气层温度大幅降低,浮力效应减弱,诱导气流惯性力在二者剪切作用下占据主要作用,从而卷吸上层烟气,导致烟气质量流量和厚度减小。

扁平大空间建筑烟气填充规律研究

采用理论计算和计算机模拟相结合的方法,研究了使用两种不同方式计算得到的扁平大空间建筑火灾烟气温度分布的特征和规律,并采用了将扁平大尺度空间划分为多个不同形式子单元的形式,对不同空间划分情形下火灾烟气温度和烟气层厚度的变化规律进行了研究,从而得出了扁平大空间建筑火灾烟气温度和厚度分布的规律,为研究此类建筑的烟气填充规律提供了一定的方法和思路。

民用建筑典型场所机械排烟口分布因素分析

参照GB51251—2017《建筑防烟排烟系统技术规范》,结合该规范正式实行后实际工程设计中出现的问题和解决方案,主要分析在民用建筑排烟系统工程设计中,对于建筑内走道在不同宽度、空间净高及排烟风口布置方式等条件下,一个防烟分区内符合该规范要求时,所要求的排烟风口数量最小值的变化规律。并由此引申讨论了基于GB51251—2017要求及给出的计算方法,地下室汽车库在不同空间净高下排烟口数量的最小值的变化规律。

住宅地下自行车库排烟系统设计与分析

GB51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》的发布与实施对建筑排烟系统的设计建立了新的标准体系和设计要求。文章针对层高有限的住宅地下自行车库的排烟系统,分析得出传统设计存在的问题,进而提出3种排烟支管的改进设计方案,并从风管风口的形式、风阻、工程造价等多方面进行对比与分析,为实际工程设计提供参考与建议。

斜板型地下车库排烟设计探讨

坡地建筑群下方的大型地下车库常采用斜板式结构以消化高差。为保证车辆通过,挡烟垂壁设置高度有限。各防烟分区内的储烟仓,事实上形成以倾斜板为顶,挡烟垂壁为边,水平面为底的水平三棱柱型空间。机械排烟风管吊装梁下,排烟口呈倾斜面矩阵布设,部分处于低位的排烟口可能无法位于储烟仓范围之内。火灾发生时,储烟仓厚度不均匀问题严重影响排烟效果,烟气可能下沉至清晰高度范围危及疏散,并越过挡烟垂壁侵入邻近防烟分区。以多级水坝为灵感,提出在单个防烟分区内设置多级储烟仓概念,通过合理增加二级挡烟垂壁,解决各高程点位上排烟不均匀的问题,简单易行。经烟气流动分析软件计算模拟,方案合理,措施有效。