大空间建筑内火灾烟气充填的研究

对烟气在大空间建筑内的充填规律作了分析，并在中国科技大学与香港理工大学合建的大空 间火灾实验厅内进行了若干轮试验。结果表明，在着火的初期阶段，大厅上部的烟气流动比较紊 乱，但在以后的大部分时间，烟气的充填过程仍可用火灾区域模拟方法计算。

高层建筑中利用竖井进行排烟的可行性分析

从理论和模拟两方面论述了利用竖井进行排烟的可行性。研究结果表明,影响竖井排烟效果的主要因素是进入竖井的烟气温度和外部力(包括外界空气的热阻力和竖井壁的粘性力),并且两者对烟气流动的作用相反,前者加快烟气运动,后者减缓烟气运动。最后提出,通过对竖井的合理设计,可以增大热烟气的动压,达到理想的排烟效果。

高层建筑火灾烟气竖直方向传播规律及分布研究

为了解高层建筑物内火灾烟气在垂直方向的运动规律,使用FDS4.0测定了典型高层建筑物在防火门的开启状态下各层楼梯间及走廊中火灾烟气的温度和CO,O2等气体的浓度变化情况。模拟结果表明:中和面以上各层危险性随高度增加而增加,中和面以下各层则以靠近火灾层而危险性增加,中和面附近各层危险到来时间相对滞后,同时随着火灾的发展,中和面有下降的趋势。

出口风速对防烟空气幕防烟效果影响的数值模拟

本文利用火灾模拟软件FDS,以四川消防研究所高层实验塔二层为原型,建立模型研究了防烟空气幕防烟空气幕出口风速对高层建筑前室烟气运动的影响,试验中在前室内设置18个测点,测定前室内的温度、CO浓度及能见度变化情况,试验结果表明:当风速<1m/s时,前室内各测点处各参数变化情况与无风幕时基本相同,防烟效果不明显,风速>2.5m/s时,随着出口风速的增加,前室内各测点处温度、CO浓度降低,能见度增加,烟气蔓延途径由前室上部逐渐变为前室下部,且前室门处0.2m、1.25m高度处测点处各参数值瞬间波动很大,综合考虑防烟的有效性及经济性,认为防烟空气幕的最佳运行风速应为2.5m/s～3.5m/s。

出口角度对防烟空气幕防烟效果影响的数值模拟

利用火灾动力学模拟软件FDS,以四川消防研究所高层实验塔二层为原型,模拟在不同防烟空气幕出口角度情况下高层建筑前室烟气运动情况,获得在其他条件不变情况下,空气幕运行时的最佳出口角度。试验结果表明:空气幕角度为5°及20°时,模拟试验后期烟气基本突破了空气幕蔓延至前室内,而当出口角度为10°和15°时防烟效果较好,且15°时防烟效果优于10°,故推荐空气幕运行时的最佳出口角度为15°。

基于FDS的居民楼火灾烟气远距离传播过程研究

利用大涡模拟软件FDS对某居民楼火灾发生发展和烟气传播过程进行数值模拟,探讨烟气质量浓度在侧间-走廊建筑的分布情况。在不同房间的目标位置设置探测点,分析烟气质量浓度、CO体积分数分布。结果表明,距离火源位置最远的房间烟气质量浓度、CO体积分数最高且在短时间内达到致死浓度;烟气更容易在最远的房间聚集,在特定的时间段内,始终比其他房间的危险性要高。对于此类居民楼建筑火灾中的人员安全而言,最远端房间的危险性最高,火灾时要着重注意此区域的疏散。此外,在走廊顶棚上间隔适当的距离设置了挡烟垂壁,并且模拟了该工况下烟气质量浓度分布。结果表明,加入挡烟垂壁后走廊的烟气蔓延相对均匀,各个房间烟气质量浓度更为接近,最大烟气质量浓度也有明显降低,从而延缓了整个建筑达到危险状态的时间。

中庭火灾烟气流动数值模拟

根据中庭火灾特点 ,提出了考虑辐射换热损失和壁面传热损失、不考虑燃烧过程、视火焰为体积热源 ,浮升力作用下火灾烟气湍流流动的场模型。并将辐射换热损失计入壁面传热损失 ,简化辐射换热模型计算。运用该场模型对中庭模型实验装置火灾烟气流动进行了数值模拟。采用通用软件 PHOENICS进行数值计算。研究表明 ,数值模拟结果与中庭模型实验装置火灾试验结果吻合 ;

单元式住宅楼火灾数值模拟

根据高层单元式住宅楼的特点建立典型的住宅楼模型,并利用FDS软件对其进行火灾数值模拟。分别选取卧室、客厅和厨房三个火灾场景对各房间、走廊和楼梯内的温度场、CO摩尔分数及能见度的分布进行数值模拟分析,得出各自的分布规律。火后单元内的温度、CO摩尔分数和能见度指标都在短时间内超过人体所能承受的极限值,起火单元内的人员应在第一时间尽快疏散。一个单元内部发生火灾,其他单元的人员的疏散主要受能见度的影响。

中庭建筑天井内火灾烟气运动特性的盐水实验模拟

本文运用盐水实验模拟方法研究了中庭建筑天井内的火灾烟气运动特性，实验模拟了天井内的烟气流态，即烟气羽流和并存的烟气环流，并定性分析了环流产生的机理。通过理论分析和实验结果，推导了天井内的羽流速度和决定环流起始方向的判据。同时，通过研究天井结构和侧室源强对流态的影响。

基于小室安全的大空间建筑火灾CFD模拟

基于小室火灾安全设计概念和简化的固体可燃物燃烧模型,利用Fluent对小室火灾中热烟气的温度分布及烟气运动情况进行了数值模拟。验证了小室火灾的燃烧模拟采用部分预混模型的适用性。比较分析了机械排烟启动时小室内火灾烟气运动状况和CO变化情况。结果表明:小室火灾热烟气温度分布有明显的分层现象;火灾后机械排烟系统启动,可有效降低火场内的CO浓度。该研究对建筑物烟气控制系统的工程设计以及人员安全疏散研究具有参考价值。

充气膜结构火灾下烟气运动特性研究

基于火灾燃烧模型理论,利用FDS对典型充气膜结构在单一火源情况下的压力、CO体积分数和能见度进行了研究。数值模拟结果表明,温度对压强影响较大;火源位置的改变对充气膜结构内的烟气流动影响极大;在火源附近处垂直高度最高点的相对压强、烟气温度、CO体积分数上升速度很快并且数值相对较高,烟气层的高度和能见度最低;风速对压强和能见度有极大影响。在此基础上提出排烟和疏散的设计建议。

建筑火灾中场区网数值模型的应用

发展了一种体积守恒修正压力的场区网数值模型新方法，并应用其对两例建筑火灾中的烟气运动作了初步的数值模拟．结果表明修正的场区网数值模型能较好地模拟建筑火灾中的烟气运动，具有良好的应用前景．

侧室－走廊初起火灾下烟气运动的模拟研究

本文用盐水模拟的方法，对典型的侧室—走廊结构建筑物内初起火灾时烟气运动规律进行了探讨。所得结果不仅有利于探索烟气运动的盐水模拟准则，还对建筑火灾烟气控制和通风排烟设计有参考作用。

高层建筑楼梯间不同自然排烟方式对烟气流动特征影响的数值模拟

高层建筑发生火灾时,疏散通道内的环境安全是重中之重。以马鞍山市某13层办公楼为原型,基于火灾动力学的理论,利用FDS火灾仿真软件对其楼梯间发生火灾时烟气流动特征进行了数值模拟,分别研究在楼梯间底部、中部、顶部起火时,在不同自然排烟开窗方式下烟气的流动规律,并根据模拟结果探讨了在楼梯间底部起火时,CO浓度和温度的分布规律,从而得出最佳的自然排烟的开窗方式,以减少烟气等有害气体对楼梯间疏散环境的影响,可为人员疏散及现场救援等决策提供参考。

高层建筑火灾燃烧规律的数值模拟研究

以高层建筑为研究对象,应用FDS软件对高层建筑火灾燃烧规律进行数值模拟计算。得到了高层建筑火灾时的烟气运动、着火点附近区域温度变化、CO2浓度变化等火灾参数变化规律的数值模拟计算结果,计算结果显示,在高层建筑火灾发生300s左右时,火灾开始进入轰燃阶段,火场烟气迅速蔓延,火场温度迅速上升到600℃。数值模拟计算结果为高层建筑性能化防火设计及人员紧急疏散提供一定的理论依据。

某国际会展中心火灾烟气流动特性数值模拟

运用火灾动力学模拟软件FDS模拟计算出新疆国际会展中心采用自然排烟方式时在火灾状态下的烟气蔓延数据,以佐证该建筑消防设计方案的合理性和安全性,为进一步修改和完善消防设计方案提供科学的分析依据,并将其具体模拟结果运用于该建筑工程的实践中,以指导该类型建筑的消防设计。

某大型超高层建筑性能化消防设计

以某大型超高层建筑工程消防设计方案为例,针对其位于117层功能区平面布局设计中不符合现行消防规范的情况,结合建筑特点、消防设施、人员数量等,运用性能化消防设计的方法提出消防设计对策。通过确立性能化设计目标、设定火灾场景,利用FDS软件模拟烟气流动、利用Pathfinder模拟人员疏散,分别验证消防设计的可行性。结果表明,建筑消防设计能够满足火灾时人员安全疏散的要求。同时,提出对此类建筑运用性能化设计评估的建议。

两种含竖井高层建筑烟气迁移规律模拟

采取数值模拟方法,对含竖井结构高层建筑布局影响火灾烟气迁移规律情况进行研究。结果表明,当竖井结构位于建筑物中间区域时更有利于火灾烟气向上部楼层传播,充满整个建筑物只需50s左右;而当竖井结构位于建筑物一侧区域时,时间延长到200s。因此,在进行高层建筑设计时,应尽量把疏散楼梯间设置在建筑物一侧,为人员撤离争取时间。

某高层建筑交易大厅性能化消防设计

基于某高层建筑交易大厅结构设计不符合消防规范的情况,结合结构特点及建筑内人员和消防设施的设置,提出性能化消防设计的思路。设定火灾场景,利用FDS模拟烟气运动,利用Pathfinder模拟人员疏散。结果表明,建筑消防设计能够满足火灾人员安全疏散的要求,为类似建筑消防设计提供参考。

基于FLUENT的电梯井火灾烟气蔓延模拟分析

电梯作为高层建筑内输送乘客的重要交通设备,具有输送高速、高效的特点,在高层建筑火灾发生时,烟气蔓延快、疏散线路长,因此研究火灾发生时能否将电梯用于人员疏散,对保障火灾情况下高层建筑人员安全疏散,避免危险自救导致次生灾害有重要意义。本文通过FLUENT软件模拟火灾时烟气蔓延情况,研究外部火灾时井道内的烟气情况。结论表明,井道内无附加排烟设备的电梯,不适用于火灾疏散,研究还表明,利用FLUENT软件对电梯火灾进行模拟,其模拟结果具有实际参考价值。