由火灾角度探讨超瘦高中庭的界定

对世界范围内中庭的分类方法进行汇总,对14栋超高层建筑内的中庭进行特征调研,基于得到的几何特征分布,尝试从火灾烟气发展规律角度探讨如何界定超瘦高中庭。以最不利条件下(即中庭地面中心火源)发生烟气羽流触壁为判别超瘦高中庭的条件,得到超瘦高中庭的判定依据以及呈现明显受约束流动特征的条件。对超瘦高中庭的明确界定,有助于区别于其他类型中庭以及进一步针有对性的开展该类中庭内火灾烟气蔓延、火灾探测、烟气控制等相关研究。

瘦高中庭羽流上升及排烟口布置的研究

为研究瘦高中庭建筑火灾独特的烟气流动特点及机械排烟对烟气的影响,采用全尺寸热烟实验及FDS数值模拟的方法,采集并整理了在无排烟系统影响下羽流的上升高度、羽流中心线温度数据,并与经典羽流模型及相关公式进行对比分析,研究了瘦高中庭内火灾烟气羽流的上升特点及排烟口布置方式对瘦高中庭机械排烟效果的影响。结果表明,Mc Caffrey模型适用于描述瘦高中庭羽流中心线温度,修正后的Zukoski模型适用于描述羽流上升时间与高度的关系;当排烟口总面积相等时,分设4个排烟口的排烟方式优于1~2个排烟口。

不同形状系数超瘦高中庭烟气自然蔓延研究

针对形状系数处于0.01~0.09的超瘦高中庭,在密闭空间条件下,底部发生火灾时,烟气自然蔓延的过程进行初步探讨,为超瘦高中庭消防规范的建立做理论探讨研究。

超瘦高中庭形状系数临界值研究

超高层建筑的发展推动着中庭结构的变革,超瘦高中庭应运而生。本文分析了现今中庭空间的几何特点,以烟气羽流上升过程中由轴对称羽流发展为四周受限羽流特征为判定依据,以理想羽流模型为基础,通过羽流半径的计算,确定超瘦高中庭的临界形状系数ξ=0.11;通过FDS仿真模拟建立中庭模型,对比不同形状系数的模拟与计算结果,分析了超瘦高中庭火灾烟气蔓延的速度、温度与扩散形式,确定超瘦高中庭形状系数范围是ξ<0.11,使超瘦高中庭作为一种独立的建筑形式被研究成为可能。

寒冷地区超瘦高中庭温度垂直分布研究

研究了模拟寒冷地区自然通风模式下不同形状系数瘦高中庭温度的垂直分布。研究发现当瘦高中庭形状系数小于0.16时(定义形状系数小于0.16的中庭为超瘦高中庭),中庭顶部的温度随着形状系数的减小而降低。通过建立物理模型,探讨了不同形状系数的瘦高中庭温度垂直分布,超瘦高中庭垂直温度分布规律,以及相应的影响因素,对此类建筑的防火设计提供参考。

超瘦高中庭烟羽流蔓延中危险因素变化研究

超高层建筑中庭内发生火灾,产生烟气对该类中庭内人员生命和财产安全造成严重的安全威胁。研究烟羽流蔓延过程中危险因素的变化规律,对超瘦高中庭烟气控制具有及其重要的意义。运用FDS数值模拟和理论计算公式两种方式,展开对烟羽流蔓延过程中的危险因素进行探究,分析温度变化、能见度变化和CO浓度变化三方面的变化规律,并以数值模拟结果为基础,拟合出不同危险因素在时间或空间维度上的变化关系曲线,求解对应公式,为后续排烟方式等深入研究奠定基础。

外界风影响瘦高型中庭自然排烟的CFD模拟研究

自然排烟是控制中庭火灾烟气的主要方法,其排烟效果受环境风压的影响,极易形成“烟囱效应”.利用CFD模拟方法,对影响中庭自然排烟的因素进行分析,研究结果表明:自然排烟条件下,当中庭自然排烟口位于迎风面且风速为5 m/s时,进入中庭内的冷空气量较大,产生的惯性力较强,能够使中庭的自然排烟效果失效,火灾产生的烟气蓄积在中庭底部不能排出;当中庭自然排烟口位于侧风向时,风在自然排烟口表面形成剪切流,对中庭起到了封闭作用,不利自然排烟的进行;两种典型风向条件,均不利于中庭自然排烟系统发挥作用,自然排烟系统的稳定性较弱.

基于FDS模拟的外界风对瘦高型中庭建筑机械排烟的影响研究

机械排烟是控制瘦高型中庭建筑中庭火灾烟气的主要方法,利用FDS模拟方法,对影响中庭机械排烟的因素进行分析,研究结果表明:机械排烟时,外界风使新鲜空气从补风口进入,外界风速越大,补入空气产生的惯性力越大,使中庭内的换气速率增大,可以及时的把烟气排到室外.机械排烟速度的大小直接影响排烟效果,机械排烟速度过小时,受外界风的影响,不仅不利于排烟,而且还会使整个中庭充满烟气;机械排烟速度合适时,外界风加速了中庭内部的烟气置换,对烟气起到良好的稀释作用,并且增大了能见度.机械排烟速度大时,从250 s开始时,中庭顶部的温度稳定在30℃左右,中庭内的最高温度不超过100℃;机械排烟速度小时,从400 s开始时,中庭顶部的温度稳定在50℃左右,中庭内的最高温度达到240℃;机械排烟速度小时,中庭内的温度整体上都高于机械排烟速度大时中庭内的温度.

瘦高型中庭开口方式对火灾中性面影响研究

建筑中庭发生火灾时,中性面位置将显著影响烟气流动,本文从烟气流动时的质量守恒定律出发,推导了上、下双开口中庭中性面位置理论公式。为了验证理论公式对该类型中庭建筑的适用性,利用Fluent软件计算分析了40种不同工况下中庭模型内部流场及压力变化,研究发现,当中庭具有顶部水平开口时,理论公式可以较准确地计算中性面高度,但中庭上部开口位于侧墙上时,理论公式所计算出的中性面高度和模拟计算结果差距较大;同时发现上下开口面积相同时,开口位置越高则中庭中性面高度越低。最后提出理论公式实际应用时的4个约束条件。