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ξ0.11,使超瘦高中庭作为一种独立的建筑形式被研究成为可能。     

回廊式中庭机械排烟量理论计算及模拟分析

分析中庭的空间特点及功能特性,针对典型回廊式中庭工程案例,采用预先危险性分析方法确定中庭火灾类型及其规模,并提出新型的烟气控制模式。基于不同的火灾位置,给出适用于回廊式中庭的轴对称羽流和阳台羽流模型,并计算得出相应的机械排烟量。烟气流动和人员疏散模拟分析结果表明,设计的排烟量能保证烟气及时有效排出,可以为人员的安全疏散提供有利条件。     

中庭体型系数对火灾烟气控制的影响

基于体型系数理论提出中庭体型系数的概念,利用数值模拟的方法对相同体积不同中庭体型系数的建筑进行模拟。通过对比三种体型系数的中庭烟气层高度和平均温升的差异得到:瘦高型和扁平型中庭火灾前期自然排烟效果好;立体型中庭火灾前期机械排烟效果好;在火灾后期三者采用自然排烟方式时其排烟效果均好于机械排烟,防排烟设计时可以优先考虑自然排烟方式。     

中庭的形状系数与烟羽方程

分析了我国中庭空间几何形状的实地终统计调查结果，提出了形状系数的概念，并根据形状系数大小对中庭进行了分类。针对国内较普遍的瘦高型中庭(形状系数小于0．4)，按1／8比例建造了中庭火灾相似模型实验台，开展了烟气填充与机械排烟实验研究，得到了适用于这类中庭的稳态火灾烟气填充方程与反映受限烟羽特点的烟羽质量流量方程。     

超高中庭烟控方案设计分析

针对超高中庭烟气流动距离长,火灾探测困难,排烟量及排烟方式无明确设计依据及热障效应等烟控设计难点,以某超高中庭为例进行烟控方案设计。基于火灾轴对称羽流的分析方法计算得出了超高中庭的机械排烟量。采取集中式和分散式相结合的排烟方法,依托避难层的空间布局,确定了"55%+3×15%"的分阶段排烟模式。运用FDS数值模拟分析排烟效果,结果表明,排烟方案可以改善热障效应的不利影响,满足中庭排烟要求。     

中庭防排烟系统性能化设计

阐述了中庭防排烟系统性能化设计的一般过程，详细分析了各个设计步骤，对重要的设计参数如烟层高度，能克服分层的最小火灾规模，烟层温度，不同类型烟羽流的质量生成率、排烟量、排烟口个数和排烟面积进行了量化。     

关于中庭建筑防排烟系统设计中排烟量的探讨

中庭建筑发生火灾的情况下,排烟系统设计的目标是应确保烟气层在认可的安全高度之上以利于室内人员的逃生或是使烟气层下降到危险高度所需的时间大于建筑物内人员安全撤离所需要的时间,因此排烟量的确定是排烟系统设计的关键.本文对中庭建筑火灾中2种火源工况下产烟量的计算公式进行了介绍,并与我国高规中确定排烟量的方法进行了对比.研究结果表明,对于轴对称羽流,NFPA模型能给出较好的预测结果;对于阳台喷射羽流,还存在一定的争论,对该情况下的羽流卷吸机理还需进行更深层次的研究;由换气次数确定的排烟量,尽管方便使用,但还存在许多不足,不能满足性能化分析的要求.本文的研究结果为我国相关规范的制订和性能化设计提供一定的依据.     

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。     

扁平空间火场排烟风机开启时机优化研究

已有的扁平空间排烟口开启时机研究中排烟口均为同时开启,为探索新型排烟口开启方式,以某小区地下停车场的一个防烟分区为研究对象,利用FDS火灾模拟软件建立模型并模拟,分析各工况烟气蔓延时间、烟气浓度、烟气层高度等数据对比排烟口按照烟气蔓延方向顺序开启与同时开启的排烟效果,并研究排烟口开启阈值与火源位置的影响,得到结论:当火灾发生在远离出口处时,烟气蔓延至下游出口所需时间随排烟口开启阈值增加而缩短,排烟口开启时机对烟气水平方向浓度分布的影响仅表现在烟气扩散至下游出口前;当火灾位置在远离出口处时,设置当烟气蔓延至排烟口位置时排烟口开启,地下停车场5个出口处总烟气单位长度消光率与排烟口同时开启相比低10%/m,250 s至300 s出口处平均烟气层高度高0.11m以上,排烟效果最佳;改变本文地下停车场模型火源位置,烟气蔓延至排烟口位置后开启排烟对烟气浓度分布及烟气层高度控制仍然最好,可见扁平空间内以烟气蔓延至排烟口位置作为排烟口开启条件,排烟效果最佳,且不受火源位置影响。     

酒店中庭自然排烟方式的数值模拟

分析青海某庭院式酒店中庭区域的烟气蔓延,通过模拟得到排烟口高度处烟气层内热流、质量流、体积流随时间变化的情况,分析建筑自然排烟系统的有效性,并对比排烟口布置位置对排烟效果的影响。通过计算得出排烟窗面积为内庭院面积的10%时能够保障建筑的消防安全。在4.0 MW的火源功率下,火源稳定之后150s左右烟气层稳定在30～32m高度处;自然排烟口位于庭院中心处的排烟效果优于排烟口位于四周。     

站台火灾侧向排烟挡板机械排烟数值分析

针对地铁车站侧向机械排烟系统中的烟气吸穿现象,本文在排烟口下沿加装排烟挡板以提高机械排烟效率.应用火灾模拟软件FDS数值模拟计算站台内烟气温度分布,排烟口的流场分布,压力损失增加量和排烟口CO体积浓度等,分析了排烟挡板的宽度和设置方式对机械排烟中烟气层吸穿的影响.研究表明,排烟挡板的设置有利于避免烟气吸穿现象的发生,改...     

不同季节高大中庭火灾烟气上升高度分析

采用理论计算和数值模拟方法,分析了不同季节、不同火灾功率下烟羽流上升高度,得出相应结论。火源功率越大,或室内温度梯度越小,则烟气上升高度越高。对于高大中庭,大部分火灾烟气无法上升至顶棚,应在不同高度上设置线型光束火灾探测器防止漏报,同时沿高度分层设置排烟设施,以排出无法上升至屋顶的烟气。     

基于典型相关分析的地铁站台排烟模式探究

利用FDS模拟了地铁站台行李火灾时单排烟口排烟和防烟分区内所有排烟口排烟时的火灾烟气参数,并利用典型相关分析对机械排烟特征参数与烟气危害性的典型相关性进行了研究。研究表明单排烟口排烟可满足当前地铁火灾时人员疏散的要求;在地铁火灾中,烟气高温辐射和烟气高度对疏散危害最大;增加排烟口面积比增加排烟口风速更有效。     

相互连通的多个高大中庭排烟方式选择分析

以设有7个相互连通的中庭的建筑为研究对象,对比分析自然排烟和机械排烟的效果。选取迎风面中庭和最高中庭发生火灾,设置自然排烟和机械排烟工况,分析烟粒子蔓延情况和烟粒子浓度分布。结果表明:对于高大的中庭,由于小规模火灾烟气无法上升至顶棚,无法仅依靠设置于屋顶的排烟设施进行排烟,必须在中庭的中间位置增设排烟设施。相比于增设机械排烟设施,在中间位置外墙上增设自然排烟窗能更有效地排出无法上升至顶棚的烟气。外界环境有风时,在外墙迎风面设置的自然排烟窗为补风状态,背风面自然排烟窗为排烟状态,在中庭内形成空气对流,有利于烟气排出。     

回廊式超高中庭三级排烟效果模拟研究

针对高度大于100 m的回廊式超高中庭,建立物理模型,利用FDS模拟三级排烟策略下超高中庭的烟气填充规律。通过对温度、烟密度、能见度等参数综合分析,得到三级排烟设置方式对回廊区域的烟气控制效果。结果发现,超高中庭的火灾烟气填充具有类竖井特征。机械排烟系统会加剧中庭烟气扰动,促进中庭内各部分烟气均匀。中庭区域采用自然排烟有利于回廊的烟气控制,当中庭采用机械排烟时,排烟量一定程度增大并不会强化回廊的烟气控制,此时回廊区域排烟量对局部烟气控制起到重要作用。     

基于烟气特性的商业综合体防排烟研究

理论分析中庭类商业综合体建筑的火灾烟气特性,计算中庭类商业综合体自然排烟系统排烟口的有效面积,并提出大型商业综合体自然排烟排烟口有效面积的设计理念。以某大型商业综合体为例,采用FDS对基于4MW火灾烟气特性的自然排烟系统的排烟效果进行数值模拟。结果表明:当火源最大热释放速率为4MW时,在该建筑自然排烟系统排烟窗有效面积占中庭地面面积的37.8%时,火灾产生的大部分烟气能够通过顶面自然排烟窗排至室外;各层安全出口附近距离地面2m高度处的烟气在1 800s内均能满足安全疏散的条件;数值模拟与理论预测的排烟效果一致。     

侧向排烟口对双层隧道机械排烟的影响

双层隧道具有空间利用率高,通行量大等优点,但由于顶部空间有限,多采用侧向排烟的方式控制隧道火灾时烟气的蔓延.以某越江隧道为例,采用火灾动态模拟软件FDS,改变排烟口数量、面积、间距,设计6个火灾场景,定量分析侧向排烟口的设置对机械排烟效果的影响.分析各排烟口流量、流速,分析隧道内温度分布、能见度分布.结果表明:在火源功率20 MW、无纵向风条件下,排烟口面积、排烟口开启数量以及排烟口间距都在火灾发生初期对烟气的蔓延起控制作用;提出在排烟口面积为4 m2、排烟口间距为90 m、火灾时开启4个排烟口时,排烟效果更经济合理.     

关于北京中青旅大厦中庭烟气控制的调研报告

本文重点调研了北京中青旅大厦中庭的烟气控制措施性能化设计.通过FDS数值模拟研究方法,模拟超高中庭内部,对比不同火灾场景下,不同火灾烟气蔓延时间的温度和能见度,排烟口的速度矢量.最终,确定是否可以有效的排烟措施,达到良好的排烟效果,是否能保证人员疏散.     

隧道火灾重点排烟系统烟气控制效果及排烟效率研究

采用数值计算方法,考虑热释放速率、排烟量、排烟口间距、排烟口面积、尺寸比和隧道高度,研究隧道火灾重点排烟系统下烟气蔓延距离、温度分布、排烟口风速和排烟效率。结果表明：火灾烟气蔓延距离随排烟量的增大而缩短,隧道顶棚温度下降;在排烟量不变的条件下,更大的排烟口宽长比能够缩短烟气蔓延距离;而排烟口间距的变化对排烟效率影响不明显。基于研究结果,给出了5 MW和20 MW火源功率下的重点排烟系统排烟量和排烟口布置建议值。     

贴附羽流形成条件探讨

针对典型的建筑构成和火源功率,通过数值模拟研究了1、2、5、10 MW火源功率及2、4、6、10 m开口尺寸作用下喷射羽流的蔓延过程,分析形成贴附羽流的影响因素及产生条件。研究表明,当开口处烟气的宽度是烟气层厚度的3倍以上时,流出开口的烟气会形成贴附羽流。采用Harrison判据能很好地判断羽流的贴附情况,且形式简单易算。在中庭及大空间建筑的排烟设计中,可依据该判据对设计火灾场景中的羽流贴附情况进行判断,选择合适的产烟量计算公式,设计相对经济适宜的排烟系统。