内廊式建筑火灾外部烟气蔓延规律

为了探究内廊式建筑火灾外部烟气蔓延规律,以某内廊式建筑为研究背景,通过数值模拟研究不同火源特征参数下外部烟气的形成机理及蔓延规律.研究发现：火灾前期,室内烟气会发生溢出形成外部烟气,在临近上层走廊重新进入室内,导致温度在短时间内显著增大,随后外部烟气逐渐减少,温度逐渐降低并保持稳定;当火灾规模较小时,火源位置变化对外部烟气蔓延的影响不显著,火灾规模较大时,火源位置存在明显的危险区段：火源处于该区段中,外部烟气的影响程度显著增大,在区段外影响程度较低,危险区段为距离通风口4.5~6.5 m;临界风速可以作为判断烟气是否溢出的有效判据,当室外补风气流速度大于临界风速时,烟气发生溢出形成外部烟气,反之则不会形成.     

住宅建筑内火灾高温烟气流动数学模型

以住宅建筑火灾安全为研究背景,根据多室实体住宅建筑模型室内火灾升温及高温烟气流动影响的试验结果,重点讨论了起火房间尺寸、门洞尺寸及枢纽空间等3个主要空间构造因素对室内高温烟气流动影响。以质量守恒等相关热力学和流体力学基本概念建立了住宅空间单室尺寸与高温烟气分布的几何关系模型;利用动量守恒控制体法建立了开敞空间的开口尺寸与烟气扩散的关系模型。分析表明,住宅建筑火灾安全应充分考虑空间构造形式的影响;通过对烟气流动模式的独立房间尺寸设计和房间连通形式设计,可以有效地控制室内温度分布和烟气流动路径。     

FDS软件在大空间火灾风险评估中的应用

运用火灾场模拟软件FDS (fire dynamics simulator) 4.06,并采用大涡模拟方法对一大空间实例--某大型储物仓库的火灾场景进行数值模拟研究,通过比较分析烟气蔓延及烟气温度分布情况,对该仓库的排烟系统进行了评估.模拟结果表明,FDS软件能够较好地预测大空间火灾的热流场分布及烟气蔓延情况,可以用于大空间火灾的模拟研究.对于大空间场所,由于烟气温度较低,自动喷水系统有时不能正常工作,因此在设定火灾场景时对自动喷水灭火系统失效的情况应予以考虑.另外,大空间火灾仅以烟气温度作为评估参数是不够的,还需要考察其他的参数,如能见度等.     

排烟方式对火场人员疏散影响的数值模拟

针对建筑火灾中烟气的危害特点,利用商业计算流体软件PHOENICS,分别对无排烟措施、自然排烟、机械排烟等三种常见的建筑火灾后的排烟方式进行烟气流动规律的模拟研究.得出:火灾后,自然排烟和机械排烟在一定程度上都能将着火房间的烟气、热量排出室外,降低着火房间的烟气浓度、温度和压力.机械排烟形成的微负压使得火场烟气不易向外扩散,同时增加近30s的疏散时间,排烟效果明显更利于火场人员的安全疏散.本文计算机场模拟的结果符合单室烟气的蔓延机理,证明了使用计算流体力学技术对火灾现象进行数值模拟是可行的,可用于指导建筑火灾的扑救和火场人员的安全疏散.     

地铁站厅至站台楼梯口风速对火灾烟气运动的影响

地铁车站站台发生火灾,连接站厅与站台的楼梯口保持一定风速,可阻挡烟气向站厅蔓延并为人员疏散提供诱导气流.为研究楼梯口风速对车站火灾烟气运动的影响,试验对不同排烟模式下楼梯口风速进行测量,建立数值计算模型进行模拟.结果表明:火灾场景下楼梯口风速大于无火源场景下风速,因此常规楼梯口风速校核设计方法由于没考虑真实火灾情况下各种因素的复杂作用,需进一步改进;楼梯口附近起火,烟气易从挡烟垂壁溢出向站厅层蔓延,站台火灾时站厅层为送风状态,存在溢出烟气时站厅层烟浓度可增至大于站台层;站台公共区着火,增开隧道风机,能够增加楼梯口风速,但由于对流场的扰动,破坏了烟气分层,使烟气充填区域增大,因此,防排烟系统设计中科学组织烟气流动、合理控制烟气运动路径与控制排烟量同等重要.     

高校教学楼走廊火灾烟气风险分析研究

为了解多层教学楼建筑火灾的蔓延和烟气运动,针对火灾烟气的蔓延特性,利用计算流体力学软件（FDS）模拟了某高校教学楼走廊中火灾和烟气的蔓延传播,通过算例分析了烟气温度场、可见度和CO体积分数等火灾过程参数的变化规律．研究结果表明,在火灾发生的4～5min时间内,走廊内的烟气温度、CO体积分数均达到人员安全的承受极限,能见度也将严重影响人员安全疏散．     

船舶大空间舱室火灾烟气填充研究

进行了船舶大空间舱室池火烟气自然填充的试验研究,分别采用修正的适用于热驱动浮力流的N-S方程组、LES方法的场模拟程序和双层区域模拟程序对试验场景进行了模拟研究,对烟气层的沉降规律和烟气温度分布规律进行了分析.试验结果表明,烟气在大空间舱室内的沉降速度很快;烟气层的温度较低,对于以温度作为阀值的探测器和消防喷头很不利.试验结果和计算结果对比表明,区域模拟和大涡模拟均可以较好地预测大空间舱室内火灾烟气的填充规律,大涡模拟能获得比试验和区域模拟更完备的物理场信息;模拟计算时,池火的上升和下降可简单按照t2规律设定;试验采用热电偶法和摄像法来判定烟气层高度时,热电偶法容易获得较准确的结果.     

基于FDS的高层住宅建筑火灾数值模拟分析

以单元式高层住宅建筑为研究对象,本文应用FDS软件对其火灾烟气特性进行数值模拟计算,得到了单元式高层住宅建筑火灾烟气蔓延速率、可见度、有害气体浓度、火场温度等火灾烟气特性变化规律。计算结果表明:火灾发生60 s时,火场环境适宜人员疏散逃生;360 s时,火灾烟气对人员疏散逃生造成威胁。数值模拟结果可为单元式高层住宅建筑防火设计及人员疏散逃生方案提供理论参考。     

含吹拔空间的高层建筑火灾烟气流动数值模拟

研究设有吹拔空间的高层建筑烟气流动及火灾蔓延特征,分析其对防火分区和安全疏散的影响。采用性能化消防设计的方法对某设有74.65 m、55.95 m双吹拔空间的一类高层建筑建立火灾发展模型、设计火灾场景、用CFD火灾模拟软件进行数值模拟。结果表明该建筑利用吹拔空间自然排烟时各火灾场景均能满足各层人员疏散的性能指标,在吹拔空间四周环廊上设置挡烟垂壁影响烟气的顺畅排出,缩短了危险来临时间,增大了火灾的危害性。提出吹拔空间式建筑宜利用烟囱效应优先采用自然排烟方式,烟气控制宜疏堵结合,以疏导为主的设计理念。     

自然通风条件下高大工业厂房火灾数值模拟

目的研究工业厂房火灾温度场和烟气蔓延情况,为指导工厂火灾时人员疏散和降低财产损失提供理论依据.方法采用计算流体动力学(CFD)方法,选取沈阳地区某高大工业厂房为研究对象.分别截取气楼排烟出口平面和排烟门平面作为观测面,模拟自然通风条件下,室外风速对厂房火灾温度分布和烟气蔓延的影响.结果得到不同室外风速下截面温度及CO2质量分数分布图.结论通过对模拟结果的分析和比较,得出工业厂房自然通风对火灾烟气蔓延规律的影响.当这种高大工业厂房发生火灾时,单纯依靠自然通风排烟不能达到有效防止火灾烟气蔓延的效果.     

医药工业洁净厂房防排烟设计的探讨

烟气,是火灾中造成人员伤亡的主要因素.科学合理地设置建筑防排烟系统,能够有效减缓火灾蔓延、争取人员安全疏散时间,减少伤亡.针对医药工业洁净厂房火灾特点和防排烟设计现状,对防排烟设置区域、风量计算和系统形式进行探讨,为完善相关设计规范提供参考.     

中庭建筑烟气控制措施分析

介绍了中庭烟气控制的特点、控制措施及设计方法,并就常见措施—自然排烟与机械排烟作了进一步的论述。     

超常异型排烟系统技术应用

为降低排烟系统的能耗,减少烟气对环境的污染,宁夏医科大学附属医院在锅炉房排烟系统改建工程中,突破普通烟道、烟囱的建造方法,采用超常异型排烟系统技术方案,设计加长烟道和高层附壁烟囱,提出多项技术改进措施,解决了烟气阻力、高温、腐蚀等问题,避免了烟囱内外温差对主楼的影响.几年的运行证明,该法不仅可以解决加长烟道和高层建筑设置烟囱的难题,还为医院节省了大量投资费用.与独立烟囱相比,可节省3/4投资费用,约170万元,且由于烟道长,烟囱很高,过滤了大量烟尘,减小了烟气对周围环境的污染.     

烟羽消白冷凝器的设计与实验研究

湿法脱硫燃煤电厂烟气中含有大量的水蒸气,形成具有视觉污染的白色烟羽。在脱硫塔后加装烟气冷凝器,可以消除白色烟羽、回收大量水资源,同时还可以进一步降低烟气中的污染物含量。针对Colburn-Hougen方法传质方程中j因子需要通过查表来获得的繁琐性,基于菲克定律和传热传质类比定律,推导出了一个传质系数Kv。利用获得的Kv,采取逐段计算的方法设计了烟气冷凝器,并进行了实验验证。结果表明:设计计算结果与实验结果非常接近,可以采用Kv计算水蒸气的冷凝速率,采用逐段计算方法设计烟气冷凝器。     

机械送风对中庭火灾排烟的影响

为了掌握建筑中庭底部发生火灾时,不同机械送风方式对热烟气运动规律与排烟效率的影响,从而为中庭防排烟设计提供参考,利用大涡模拟(LES)数值方法对某商场内的中庭式建筑空间4种机械送风方案对火灾产生的热烟气流场作用效果进行了模拟.通过对结果比较分析后得到,单纯采用侧送风方式会扰乱热烟气,并会加剧烟气向周围平台的扩散和烟气层的下沉;底部采用上送风方式时虽然会在一定程度上缓解烟气层高度的降低,但不能防止烟气在中庭上部分向周围平台的扩散;而采用上送风和侧送风相结合、多个送风口分布的方式不仅能够减缓烟气层高度的下降,同时还可以有效防止烟气向周围平台的扩散,是比较适用于中庭的一种送风方案.     

城市消防安全风险态势计算方法研究

为了实现城市消防安全的预测与预警,采用计算流体力学的方法对城市中心区消防灾害进行数值模拟,根据获得的温度分布和速度分布数据对风与火灾、烟气蔓延的规律进行了关联分析.建立了风险态势模型,绘制出了风险态势区域,为突发事件发生时的应急处置提供了依据.并提出了以常态管理为主体,多种城市管理方式向协调发展的综合应急体系的方法.     

风口非对称布置排烟隧道耦合烟控参数CFD寻优分析

以上海某长大越江公路隧道为背景,针对三个大尺度风口非对称布置在火源两侧的特殊情况,借助经模型实验验证的CFD模拟,详细分析多种纵向风速、排烟量组合下,风口风量分配、排烟温度、烟气水平扩散距离等物理量的变化.进一步提出热烟气水平扩散不超过火源附近3个风口范围以及排烟量最小的排烟优化设计思路.借助CFD模拟通过反复计算比较,得到不同火灾热释放速率、隧道坡度、坡向变化下优化耦合烟控参数,并将优化结果整理得到适用于工程应用的无量纲准则关联式.