长廊型高层建筑火灾烟气控制模式的效果比较

为研究走廊中常见烟气控制模式的效果,采用数值模拟与全尺寸长廊实验相结合的方法,对采用挡烟垂壁、机械排烟和空气幕等多种组合的防排烟模式的防排烟效果进行分析。比较各种模式下烟气的温度分布、质量分数分布以及烟气沉降时间,设计5种排烟模式。结果表明:防烟空气幕效果明显。采用前室部分加压并在前室门口设置防烟空气幕,同时开启两个排烟口的排烟模式具有最佳的烟气控制效果,其排烟效率达到74.52%。

狭长通道内风幕挡烟效果的数值分析

研究利用风幕阻挡通道内烟气蔓延的可能性及其效果,结合一小型狭长通道,采用数值模拟计算方法进行了初步分析。重点考察了风幕前倾角、风幕出口风速和回风口位置三个主要因素对风幕在狭长通道内挡烟效果的影响。结果表明,适当增大风幕前倾角、逐渐提高出口风速、适当前移回风口位置均有助于加强风幕在狭长通道内的挡烟效果。而当火源功率较大而风幕出口风速过小时,将不能很好地阻挡烟气的蔓延。数值分析结果表明,综合考虑上述三种因素,就可以使用风幕有效地阻挡烟气在狭长通道内的蔓延。

地铁站火灾烟气扩散控制模式的数值模拟

提出了在楼梯口采用防烟空气幕来代替挡烟垂壁及速度不小于1.5m/s向下气流的烟气控制模式。建立了双层地铁车站的物理模型,采用CFD方法模拟比较了4种烟气控制模式的控制效果。结果表明,在楼梯口设置防烟空气幕不仅可以保证人员6min以上的安全疏散时间,而且减少了所需新风量,可以有效阻止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散。

建筑火灾中＂走廊-前室缓冲区＂影响因素的试验研究

通过在走廊与前室之间设置"走廊-前室缓冲区"来改善高层建筑传统前室正压送风系统。其完整设想是在前室前设置一段无烟区,通过防烟空气幕作为柔性隔断划分缓冲段和走廊段,并且在气幕前设置排烟口,排出多余的新鲜空气,从而避免影响火场机械排烟效率。利用全尺寸风洞试验台模拟高层建筑内的长廊型空间,重点考察缓冲区内空气幕倾角、射流速度及排气口排气量对缓冲区效果的影响。结果表明:0～60°范围内,空气幕倾角越大越好;在风量不超过总送风量规定下,空气幕射流速度越大越利于防烟,射流速度约为16m/s时,机械排烟效率较高;缓冲区排气口排烟量介于1 708～2 563m^3/h时,缓冲区的设置的效果最佳。当缓冲区内各因素的值满足以上设置时,能够提供较高的排烟效率,达到72.8%。既能保证走廊内烟气的及时排出,更有利于火灾时人员的安全疏散。

地铁站火灾时空气幕防烟的数值模拟与分析

随着国内地铁的迅速发展,地铁火灾的防范及应急处理成为重要的研究课题。笔者根据地铁站建筑结构特点及火灾烟气的扩散规律,首次提出将空气幕用于地铁站楼梯口防烟,以保障火灾时人员的安全疏散。并用CFD方法模拟分析一列地铁列车着火时,防烟空气幕对烟气扩散的控制。结果表明,在楼梯口设置防烟空气幕不仅可以保证人员在6分钟以上的安全疏散时间,而且减少了比传统方式所需的新鲜空气量,有效阻止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散。

空气幕对城际铁路地下车站火灾烟气控制数值分析

为将空气幕作为城际铁路地下车站控烟措施提供理论依据,进而为地下车站防灾控烟设计提供新思路,以某典型城际铁路地下车站岛式站台层为依托,采用火灾动力学三维模拟软件FDS建立全尺寸火灾模型,对比单吹式、吹吸式空气幕布置于站台与轨行区间时楼梯及站台处温度及可见度分布规律,并分别对单吹式、吹吸式空气幕的射流风速、射流角度进行了参数优化研究。结果表明:单吹式、吹吸式空气幕均可保证火灾下楼梯区域可见度和温度的安全性要求;单吹式在射流风速为12m/s且射流角度为10°时,吹吸式在射流风速为8m/s时,防烟效果良好且趋于稳定;采用单吹式的最小站台危险区域较吹吸式长15m,建议在城际铁路地下车站中选用吹吸式空气幕。

风幕和排烟共同作用对船舱区烟气控制的影响

通过FDS数值模拟建立全尺寸船舱模型,分析风幕不同设置位置和风速对隔热效果和挡烟效果的影响。结果表明:热释放速率(HRR)受风幕设置位置和风速影响,随风幕风速增大而减小,且风幕设置在舱室门口处时风速对HRR影响较大;在舱室和走廊舱门处设置风幕均能在一定风速条件下达到较好的隔热效果,且在走廊舱门处设置风幕隔热效果更好,隔热效果随风幕风速增加而加强;当风幕设置在舱室门口时风幕无法阻止烟气向走廊蔓延,当风幕设置在走廊舱门处且风速达到6 m/s时,挡烟效果较好。

基于空气幕和挡烟垂壁的地铁站烟气控制

通过研究空气幕和挡烟垂壁阻挡烟气蔓延的性能,结合地铁站模型,利用FDS对控烟措施进行研究分析。考虑挡烟垂壁的高度以及空气幕的风速大小对烟气蔓延控制效果的影响。结果表明,挡烟垂壁高度越大越能有效控制烟气蔓延至站厅层;空气幕的风速适当增大能有效地把烟气控制在站台层。二者的有效结合、合理设置能抑制烟气蔓延至站厅层。

基于FDS的高层建筑条形走廊火灾烟气控制模拟研究

采用Fire Dynamic Simulation(FDS)场模拟软件模拟了高层建筑条形走廊四种不同工况下的火灾烟气温度。防烟空气幕的设置和排烟口的组合使用能够有效降低火灾烟气对人员安全疏散的造成的影响,其倾角的逐步增大能有效增强其防烟能力,并且能降低走廊内的烟气平均温度。改变防烟空气幕的初始速度对防烟效果改善不明显,考虑经济运行和实用性,可以在较小的出口初始风速情况下调整空气幕倾角以提高空气幕的防烟能力。

空气幕系统在地铁车站与商城相连通道的应用与设计

相连商城的地铁车站火灾危险性大,客流多。这两者之间的连接通道是火灾烟气在地下空间跨区域传播的主要途径。空气幕系统在工业生产中较常使用,本文拟采用智能空气幕系统来控制烟气在区域间的跨境传播,设计了根据环境来控制送风速度,利用理论分析得到阻止烟气向前迁移的临界速度,并利用fluent软件构建二维流动模型,通过多工况的对比,得出最佳的送风角度。

地铁火灾空气幕挡烟效果数值模拟

分析采用空气幕阻挡地铁楼梯口烟气蔓延的可行性和有效性.采用CFD模拟不同空气幕出口速度、出口角度以及来流烟气温度对空气幕挡烟效果的影响.结果表明,设定火灾场景下,空气幕出口速度为4.2 m/s、出口角度为15°～45°时,可以对一定温度范围的烟气进行有效阻挡,但是挡烟失败后,烟气对人员疏散的危险性会增加.另外,烟气温度也会影响空气幕的挡烟效果.

空气幕顶部排烟系统控烟排烟有效性的研究

在火源两侧设置两道空气幕能有效阻隔火灾蔓延和烟气扩散。为了探明低射流风速下空气幕在点式集中排烟隧道内对火灾特征参数的影响,通过FDS研究了不同排烟量、射流速度和射流角度下隧道内烟气蔓延、温度分布和排烟效率的变化。结果表明:当HRR为30 MW时,射流速度至少应不小于2.5 m/s才能保证空气幕的隔烟作用;当射流速度在2.5 m/s以下时,射流角度越大空气幕的隔烟效果越差,这明显不同于射流速度较大的情形;空气幕能很容易地将空气幕外的温度控制在40℃以下,射流角度对逃生区域的温度分布影响不大,主要影响火羽流的分布;相同射流角度下排烟量越大排烟效率先升高后减小,而相同排烟量下随着射流角度的增大排烟效率逐渐减小;对于30 MW的火灾规模,推荐的控烟方案为:射流速度为2.5 m/s,排烟量为120 m^(3)/s。

基于空气幕和排烟系统的地铁车站烟气控制

地铁车站内站台层一旦发生火灾,烟气将通过楼扶梯开口蔓延至站厅层,对人员安全疏散造成极大影响。通过搭建全尺寸地铁车站数值模拟模型,对楼扶梯口处设置空气幕的挡烟效果、地铁车站内设置机械排烟系统的排烟效果,以及二者共同作用下对地铁车站内烟气的控制效果进行模拟分析。研究表明,二者共同作用下,既能可靠阻挡烟气进入楼扶梯,又能有效将烟气从地铁车站排出,实现地铁车站烟气的良好控制。

防烟空气幕在隧道火灾中的试验研究

为研究防烟空气幕在隧道火灾中的挡烟效果,在应急管理部四川消防研究所隧道试验基地开展了一系列1 MW和2 MW的全尺寸火灾试验,分析了隧道内温度以及氧气的分布情况。试验结果表明:防烟空气幕能有效控制烟气蔓延;火源功率越大,火源附近氧气体积分数越小;空气幕出流风速越大,隧道内氧气体积分数越大,聚积在火源上方顶棚处烟气量越少,顶棚处温度越低。

基于空气幕与排烟系统的隧道火灾烟气控制研究

为研究隧道火灾时空气幕与排烟系统复合模式下的烟气蔓延规律,优化选择防排烟方式,以某越江隧道为研究对象,运用FDS数值模拟方法探究射流速度、排烟量和空气幕与排烟口间距对防排烟效果的影响。结果表明:空气幕与排烟口间距对射流特性与烟气蔓延有较强影响,间距为30 m的控烟效果最佳;空气幕与机械排烟复合作用的控烟效果远优于每个独立系统,可实现可靠挡烟和有效排烟;当火源功率20 MW时,随空气幕射流速度的增加挡烟效果有所增加,但射流速度不宜过大,取20~30 m/s;机械排烟对温度与可见度影响比空气幕作用效果显著,一定程度上增加排烟量可降低所需气幕射流速度;综合考虑防排烟的有效性和经济性,取射流速度为20 m/s、排烟量为100 m3/s为最优防排烟组合方式。

地铁站厅至站台楼扶梯口处烟控方案探讨

为保证地铁地下车站站台或轨行区火灾时站厅公共区域的安全,调研现阶段保证站厅到站台楼梯或扶梯口处具有不小于 1.5 m/s 向下气流采取的技术措施,主要有排烟控制方式和防烟空气幕,分析排烟控制方式设计过程中的流速与过流断面面积,认为排烟控制系统中的流速为断面的平均流速,过流断面为站台楼扶梯入口段截面,提出站台除楼扶梯洞口外,不应开设其他门窗洞口,楼扶梯两侧应封闭以及采用辅助排烟的方式增加站台排烟量等技术措施。通过分析防烟空气幕系统的优缺点,得出采用防烟空气幕时,站台区域应设置机械补风系统,补风量不应小于排烟量的 50%,同时开启站台排烟系统。以期为保证地铁地下车站站厅公共区的安全性,选择适用性强、安全及可靠性高、经济合理的技术措施提供参考依据。

燃气灶气帘控烟导流技术应用及对厨房油烟弥散率影响的实验研究

随着人们对厨房烹饪油烟危害的深入了解,仅对吸油烟机产品技术进行升级已不能完全满足健康家居烹饪环境的需求。提出一种应用空气流体力学的燃气灶气帘控烟导流技术,在燃气灶周边设计具有一定内倾角度、全方位的气帘,并通过设计验证试验,验证了在不同类型吸油烟机产品工作时,燃气灶气帘控烟导流技术都能有效降低油烟弥散率等性能指标,可以很好地改善厨房烹饪环境。

高层建筑火灾中气雾混流风幕阻烟性能模拟研究

采用Fire Dynamic Simulation(FDS)模拟软件模拟了高层建筑条形走廊内四种不同工况下的烟气蔓延扩散特征,对比分析烟气传播规律,通过比较关键位置处的温度和一氧化碳体积分数,评估气雾混流风幕的防烟效果。研究结果表明,气雾混流风幕能够有效地阻隔高温有毒烟气蔓延,延长人员疏散时间且不影响人员的自由出入,从而保证人员安全疏散。

水下隧道火灾集中排烟及双喷式空气幕挡烟效果研究

依托南京建宁西路大型地下互通立交中的特长跨江盾构隧道,借助FDS火灾动力学软件,对顶部排烟方式在特大火灾时控制与排出烟气的效果进行了分析,研究了在顶部排烟模式下不同排烟口长宽比和排烟阀组对隧道火灾时排烟与控烟效果的影响以及顶部排烟—双喷式空气幕系统的控排烟性能。研究表明:对于顶部集中排烟隧道,排烟口长宽比设置为6.0 m×1.0 m时排烟效率最佳,为83.33%;排烟阀组设置为4×60 m时烟气控制效果最佳;相较于顶部排烟与顶部排烟—单喷式空气幕系统,顶部排烟—双喷式空气幕系统的控排烟性能更好,在排烟量由260 m^(3)/s减少至100 m^(3)/s的前提下,烟气蔓延长度由200 m缩短至120 m,排烟效率由83.33%提升至93.80%,兼顾了安全性和经济性。

高层建筑火灾烟气控制模式的数值分析

根据我国现有高层建筑所采用的主要防排烟方式,采用CFD的方法完成了火灾时烟气的不同控制模式的模拟,并对不同的防排烟模式的模拟结果进行比较。结果表明当采用走道排烟加前室门设置空气幕或前室和楼梯间的加压防烟时,其烟气空气效果基本一致,均不能满足整个建筑的安全疏散时间的要求,但空气幕防烟较加压防烟所需新鲜空气量更少,能有效防止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散。当采用空气幕加前室或楼梯间加压的组合防烟时,能较好的控制烟气的扩散,满足安全疏散时间的要求,即可以用空气幕和加压的组合来代替传统的前室和楼梯间加压的防烟方式。本文的研究成果可以为合理的设计高层建筑火灾时烟气的控制方式提供了一定的理论依据。