超瘦高中庭自然填充烟气层高度预测方法分析

利用半经验公式和CFD数值模拟两种方法,对超瘦高型中庭自然填充烟气层高度进行预测分析。利用FDS软件建立某超高层建筑内部超瘦高中庭的物理模型,对计算数据结果进行处理得出烟气分层的时间和高度,以及随时间变化的烟气前沿高度。将模拟结果和现有理论公式的计算结果相比较,探讨现有公式与推导模型的差异性及可能的原因,为后期火灾模拟试验设计及超瘦高型中庭内烟气层高度预测模型的深化研究奠定基础。     

中庭烟气填充高度模拟研究

利用FDS模拟中庭内的烟气填充过程,分析环境温度、顶棚温度、火源功率、中庭体量对烟气填充高度的影响。通过分析温度数据和烟气层高度数据,得到烟气层高度与各因素之间相互影响的定性关系,并通过曲线拟合得到烟气层高度与各因素之间的定量关系。结果表明,烟气层填充高度基本不受起始环境温度的影响,烟气层高度峰值与顶棚温度、火源功率、中庭体量之间存在线性关系。     

高宽比对中庭自然排烟效果影响的模拟研究

采用FDS软件模拟了不同高宽比情况下中庭自然排烟时烟气蔓延和填充过程,并将模拟结果从能见度、温度、烟气层高度等方面进行了定量分析.研究表明,随着中庭高宽比的增加,虽然中庭内烟气温度逐渐降低,但自然排烟效果也随之降低,为保证中庭内的人员安全,应该适当增大自然排烟量,或者使用机械排烟系统.     

超高中庭烟气自然充填的数值模拟分析

基于Tanaka的普通中庭全尺寸热烟实验结果,采用FDS软件进行了中庭数值模拟边界条件的验证研究。基于验证后的中庭数值模型,扩展为3个超高中庭,研究了横截面面积相同、高度不同的超高中庭的烟羽流充填现象。结果表明:采用数值模拟方法预测中庭烟层高度可行;数值模拟结果与实验结果之间存在一定误差,但烟层下降的趋势一致;超高中庭横截面面积相同、高度不同时,触顶前烟羽流自由上升过程的形态一致,中庭的烟气充填方式与中庭高度有关,较低的中庭烟气主要为沉降式充填方式(先触顶、后沉降),较高的中庭烟气主要为竖直蔓延式充填方式(先触壁、再填充、最后触顶)。     

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。     

建筑中庭及周围房间火灾烟气运动规律研究

运用FDS软件对中庭及周围房间发生火灾后烟气填充过程进行模拟,研究起火位置对烟气运动规律的影响。研究结果表明,中庭火源功率大,烟气温度最高。起火点位置越高,顶棚烟气层温度越大;受烟气控制系统及中庭蓄烟作用的影响,烟气层停留在起火层,不会影响下层人员疏散。分析结果对中庭及周围房间消防性能化设计提供参考。     

高层建筑内火灾烟气扩散的数值模拟

对高层建筑内火灾烟气危害和防排烟设计进行了综述和讨论,介绍了采用数值模拟方法研究火灾烟气扩散的主要方法和理论,应用基于场模型的FDS火灾模拟程序,结合案例对比计算了自然排烟、机械排烟和机械加压通风系统设计方式下火灾烟气质量分数和烟气层高度,得到相应结论。     

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。     

中庭模型火灾烟气填充实验研究

文章介绍采用弗诺德模型律，建立1／8中庭模型试验台，开展中庭火灾烟流填充过程模型实验。研究表明：烟气填充过程中明显可见烟气分层现象，存在过渡层，上层热烟气层与下层冷空气层没有明显的分界面；烟气层沉降速度快，应设置排烟系统。模型实验与原型实验结果吻合，说明采用缩小比例的相似模型研究中庭火灾初期轰燃前烟气流动规律是合理、可行的。     

封闭式中庭火灾排烟实验与模拟分析

以某62m高封闭式中庭为对象,建立了火灾排烟盐水模型实验台,用盐水和清水密度差导致的水流运动模拟实际建筑中热烟气与冷空气之间密度差导致的热羽流的运动。利用FDS软件对实际火灾时烟气的运动情况进行了模拟。模拟结果和实验结果的比较表明,盐水实验虽然忽略了探测器达到探测阈值的时间延迟及竖壁冷对流的影响,但对热分层高度和达到稳定时间的预测偏差很小。在1 MW火灾规模下,利用盐水实验方法对该封闭中庭火灾烟气运动规律和排烟系统设置进行评价分析是可行的。     

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。     

中庭式地铁车站火灾烟气流动研究

介绍中庭式地铁车站火灾烟气控制方法。根据相似三定律,以某中庭式地铁车站为原型建立1∶15的缩尺模型。根据工程要求划分防烟分区。分别在模型的站台防烟分区1、站台防烟分区2、站厅防烟分区1以及中庭区做无通风系统和机械排烟试验,得到温度分布、烟气层高度等结果,分析烟气流动情况。根据分析结果,建议在站台与中庭的交界处设置防火卷帘,并且增大站台防烟风区的风量。在站台层列车隧道的屏蔽门采用全封闭式,防止烟气通过列车隧道在站台层向相邻站台区域蔓延。中庭顶部分成两个防烟分区进行排烟。     

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。     

中庭模型火灾实验中烟气充填特点的研究

本文探讨了中庭模型火灾实验中的烟气的温充测试及其分布,以及由此结果得出的关于烟气填充、烟气分层现象等运动规律.     

某火车站中庭不同排烟方式的效果比较

以某火车站中庭为研究对象,采用FDS模拟软件对火灾烟气控制排放效果进行了模拟。结果表明,该中庭采用自然排烟时的排烟效果明显好于机械排烟。根据这一结论,提出了针对火车站类建筑防排烟设计的一些建议。     

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。     

某办公建筑局部超高空间防火设计与排烟模拟研究

对某办公建筑侧边部分开敞的高大空间火灾风险进行研究,提出了消防设计标准。采用火灾模拟软件FDS,对高大空间的烟气自然填充特征开展数值模拟,模拟结果表明高大空间侧边局部开敞的布置,有利于改善相应高度范围内的火灾烟气控制和人员疏散环境。     

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。     

倒锥形屋顶开口火灾烟气蔓延模型

根据倒锥形屋顶开口的特点,提出不同烟气层高度情况下烟气溢流量计算方法。结合现有室内火灾烟气质量控制方程、能量方程、气体状态方程和室内火灾羽流模型,提出不同烟气层高度情况下烟气溢流量计算方法,在此基础上给出室内火灾烟气层高度和烟气平均温度计算方式。并将得到的方程离散化,得到室内火灾烟气层温度和烟气平均温度计算离散方程。与已有试验结果进行比较后表明,理论分析与试验结果接近。     

城市地下综合管廊火灾烟气温度场研究

为研究综合管廊电力舱室内火灾初期温度场特征,建立1∶3.6小尺寸综合管廊模型,通过改变盛放汽油盘的大小改变火源功率,进行油池火火灾实验。运用Origin软件对温度数据进行分析,得到烟气温度与距离的衰减经验公式;运用FDS软件对与实验相同工况下的几何模型进行计算机模拟,以验证FDS模拟结果准确性。实验结果表明:不同火源功率下,烟气温度均呈现幂函数衰减;火源功率较大时,温度衰减梯度也较大;对距火源0.3m处垂直方向上烟气温度进行分析得知,火灾烟气蔓延过程中存在烟气分层现象。通过FDS模拟结果与实验结果对比,得出两者结果较为相近。