高层建筑外立面U型结构火蔓延特性数值模拟研究

对高层建筑外立面U型结构竖直火蔓延特性影响进行了数值模拟研究,给出了火蔓延速度、热释放速率、火蔓延温度特性等参数。研究发现U型结构竖直火蔓延是一个加速燃烧的过程,当U型结构的结构因子α在0.4和1.6之间时,其火蔓延速度随着α的增加而增加,这是由于在燃烧过程中U型结构会产生烟囱效应,其强度随着U型结构结构因子的增大而增大,烟囱效应的增强加速了火蔓延过程。

高层建筑外立面U型结构火蔓延的实验研究

针对高层建筑中常见的U型外立面结构,对典型有机保温材料硬质聚氨酯泡沫(PU)进行了小尺度条件下的U型结构竖直火蔓延实验研究,分析了其区别于高层建筑普通结构的竖直火蔓延特性。实验结果表明,U型结构竖直方向火蔓延是一个非稳态的火蔓延过程,其火蔓延速度会随着时间的推进逐渐加速。在燃烧过程中U型结构会产生烟囱效应,促进火蔓延的发展,其强度随着U型结构因子的增大而增大,当结构因子大于1.2时,火蔓延加速过程趋于稳定。

建筑外立面形式对开口溢流火焰特征影响的大涡模拟研究

通过FDS数值模拟分析不同开口高宽比、L型外立面和U型外立面条件下的开口溢出火焰形态、火焰高度和外立面辐射热流密度变化规律。结果表明,单侧翼墙条件下的平均火焰高度比无翼墙限制条件下的火焰高出10%以上,双侧翼墙限制条件下的平均火焰高度比无翼墙条件下高出60%以上;溢出火焰的附壁燃烧程度在外立面构造形式从无翼墙、单侧翼墙、双侧翼墙的变化过程中逐渐增强,对外立面产生的辐射热流密度也随之明显升高,且火焰在双侧翼墙条件下完全发生附壁燃烧,对建筑外立面形成的火灾危害显著增大;开口高宽比越大,火焰高度越高。