性能化防火设计在某大型商城中的应用

基于性能化防火设计的理念,采用了日本Kikuji Togawa提出的疏散公式和CFAST模拟软件对某大型商城第三层中存在的消防安全问题进行了人员安全疏散和火灾烟气蔓延分析研究,结果表明：在模拟计算中,当采用较大火源（10MW）时,该商城建筑的现有设计的地上第三层商场消防设计能满足要求,烟气沉降高度略有偏低,但离火源较远处的烟层高度能基本满足消防安全要求。建议在商场消防管理上,一方面控制商场人数,另一方面应严格控制易燃物的数量,装修材料应进行阻燃处理或采用不燃、难燃材料。     

大型教学楼火灾性能指标的数值分析

确定疏散人员、火灾大小、烟气流动模型、疏散速度、分析测点等参数设置,采用FDS火灾分析软件对典型教学楼的火灾进行模拟,分析研究温度、能见度、烟气层高度、CO浓度、CO2浓度、人员疏散情况的变化规律,结果表明:随着测点和火源中心距离的减小,温度、CO浓度、CO2浓度增加,能见度、烟气层高度降低;随着层数的增加,温度、能见度、人员疏散速度逐渐增大,烟气层高度、CO浓度、CO2浓度逐渐减小;温度、能见度、烟气层高度对人员疏散起决定性作用,CO浓度、CO2浓度对人员疏散的影响不大;各层人员疏散速度在100s时迅速下降,但各层人员疏散在250s内疏散基本完成;1层疏散人员数量先下降,再升高,再降低,在130s左右,1层疏散人员数量达到最大;教学楼人员应在580s内完成疏散,并尽可能向教学楼南侧疏散,教学楼火灾数值分析为消防设施的设置和疏散路线的选择提供理论指导.     

地铁火灾的盐水实验与计算机数值模拟

为了认识地铁火灾烟气的流动规律，达到为消防设计提供相关资料并采取合理消防措施的目的，采用缩尺盐水实验与计算机计算流体力学数值模拟相结合的方法对地铁火灾进行研究．研究受限空间火灾烟气运动的手段主要有全尺寸火灾实验、小尺寸模拟实验和计算机数值模拟3种．实验模拟了列车着火和站台着火2种情况，得到了地铁火灾的烟气流动规律，比较并分析了计算流体力学数值模拟与盐水实验得出的烟层无量纲高度和无量纲时间．计算流体力学数值模拟与盐水实验得到的烟气到达楼梯口所需时间相差为1．5—2s，到达远侧楼梯口所需时间相差7．2s．二者之间存在着一定的误差，但误差不大．同一时刻，数值模拟比盐水实验得到的无量纲烟层高度高0．1左右，变化趋势一致．结果表明，实验条件选取合理，方程模型选用和边界条件设置恰当，盐水实验与计算流体力学数值方法模拟地铁火灾均是可行的．     

计算机房火灾危险性与烟气蔓延的FDS模拟及规律研究

高层建筑具有楼层多、人员密集等特点,一旦发生火灾将给人们的生命安全和财产带来巨大的威胁和损失。每年我国高层建筑火灾占了总火灾的6%,造成了重大的经济损失和人员伤亡,给社会安全带来了较大影响。本文运用FDS模拟软件对某一高层教学楼计算机房进行模拟,设置起火点为机房后部纸箱,火源功率为1.0 MW,教室两扇窗户和前门与外界连通,得出烟气蔓延速度、温度以及烟气层分布变化规律,热释放速率由于可燃物的叠加超过预设的1.0 MW,起火后10秒,烟气向延继顶部向四周扩散,并逐渐形成一个大于60℃的高温区域,烟气层最低点为1.47 m,影响人员逃生,并在受阻后进行回流,形成一个烟气的高密度区。在起火后30秒,烟气层高度稳定在1.6～2.02 m之间,烟气层在100秒后缓慢下降,100℃的烟气层的最低点为1.87 m。本文为高层建筑火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供了理论依据。     

基于FDS的体育馆消防设计安全性仿真模拟验证分析

为了研究体育馆防火分区面积超过规范要求等问题，采用消防工程原理与方法，对某体育馆进行消防性能化设计。在满足建筑使用功能的前提下，通过实地调研考察分析，设定不同的火灾场景，运用火灾动力学软件FDS(Fire Dynamics Simulator)进行烟气运动模拟和人员疏散安全性分析，验证该体育馆建筑消防设计的安全性与可行性。研究结果表明：火灾蔓延和烟气蔓延均可以得到有效控制，人员可以安全疏散，该建筑的消防安全性是可以得到有效保证。研究结果为同类工程的消防设计提供参考。     

深水半潜式支持平台火灾烟气蔓延规律

基于火灾动力学模拟软件中的数值计算方法对深水半潜式支持平台的火灾烟气蔓延规律开展研究.根据火灾布置最不利原则设计4类火灾工况;研究烟气沿楼梯向上蔓延能力的分布规律及其对温度、能见度、CO体积分数的极值在各层甲板楼梯口分布的影响;分析火源层高度对烟气充满甲板所需时间的分布规律及烟气蔓延路径的影响.研究结果表明:随着楼梯与火源之间距离的减小,烟气沿楼梯向上蔓延的能力增强;火源层以上甲板的最高温度及能见度达到临界条件的最短时间、最高CO体积分数均位于烟气向上蔓延能力强的楼梯口;随着火源层高度的增加,烟气充满火源层以上甲板所需时间有所减少,充满火源层以下甲板所需时间有所增加.研究结果可为火灾中人员的疏散路径规划及深水半潜式支持平台的消防设计优化提供一定的理论指导依据.     

某大学学生宿舍楼火灾危险性研究

以某学生宿舍楼为对象,采用FDS和EVACNET计算了火灾烟气流动情况和人员疏散时间,根据计算结果研究了宿舍楼的火灾危险性。提出了起火层优先疏散方案,研究表明该方案能大大缩短危险楼层人员疏散时间。对比了楼梯防火门开启和关闭两种情况下宿舍楼的火灾危险性,定量分析了常闭式防火门在日常消防安全管理中的重要作用。     

大型聚丙烯仓库设定防火分隔条件下的火灾烟气模拟与安全疏散研究

以某大型聚丙烯仓库为例,针对该仓库面积超过规范规定的问题,设计了防火分隔并对这种消防设计进行判断论证;同时采用FDS和STEPS对仓库现阶段情况进行火灾烟气和人员疏散的模拟.研究表明,在自然排烟条件下,火灾烟气对人员没有构成威胁,427.5 s内即完成了仓库全部人员的疏散,且安全余量较多.在现有消防设施正常工作的条件下,能满足人员安全疏散.该企业仓库能够达到预期的防火设计火灾安全性能目标.     

火灾工况下城市隧道自然通风模型实验

南京城东隧道采用自然通风方式,为判定其在火灾工况下能否满足安全性要求,开展了火灾工况下隧道自然通风模型实验,考察了最不利工况下烟气排除效果.从理论上探讨了模型与原型的相似规律,并以此为指导搭建模型实验台.结合实验现象和数据,分析了烟气温度、CO2浓度分布变化规律和烟气运动规律,与隧道原型实验进行了对比,验证了实验结果的可信性.并对火灾时逃生人员的安全性进行了分析,得到了烟气温度最高达77.2°C,烟气大部分时间维持在2 m以上高度的结论,此时逃生人员的安全能够得到保证.     

室内火灾机械排烟过程烟气运动的数值分析

建筑物发生火灾时，火灾初期室内烟气运动状况直接影响建筑物内受灾人员的疏散，本文运用CFD技术，初步模拟建筑室内机械排烟作用下火灾初期烟气运动过程，分析了室内空气流场和烟气层运动状况。     

风门启闭对船舶机舱火灾烟气蔓延影响的模拟对比研究

利用火灾区域模拟基本原理和使用方法,对扑救难度较大的船舶机舱火灾烟气运动进行了研究分析。结果表明:通风口开启与关闭对机舱烟气的界面高度、烟气层温度、平均压力、烟气中O2、CO浓度等运动迁移规律有较大影响。关闭全部通风口进行封舱灭火需要把握良好的时机,封舱过早或过迟都会使火灾损失增大,并且,封舱灭火时,尽可能不提前开启舱门,过早进入火场。开启舱门时会发生高温烟气冲击伤人事故,并将导致因开启舱门而进入新鲜空气造成火灾复燃后果。模拟结果对机舱火灾的扑救具有一定指导意义。     

大空间中庭及周边房间烟气运动和消防设计

采用数值模拟的方法,对大空间中庭结构内火灾及周边房间火灾的烟气运动情况进行了分析。着重分析了周边房间发生火灾后烟气及热羽流对上层房间的影响和烟气在中庭顶部的积聚和沉降情况。分析结果表明,在大空间内合理设置排烟系统对保证其消防安全至关重要;在大空间中庭内部排烟充分的情况下,可将大空间中庭作为与之相通的建筑结构的蓄烟空间和排烟途径,在其消防设计中可对中庭设置普通开口而不设置机械排烟系统。分析结果为大空间中庭及其周边房间的消防安全设计与评估提供参考。     

高层建筑烟流影响因素的探讨

研究了影响烟流的种种因素 ,分析了它们的作用机理 ,对建筑设计人员、消防建审人员以及消防管理人员进行烟控设计、防火安全设施的选取有一定的参考价值。     

大型商场开敞空间防烟分区内烟气运动的模拟

针对大型商场火灾危险性严重的典型部位,运用数学模化和计算机模化的方法,采用双层区域模型,建立了开敞式空间防烟分区内烟气流动过程的数学模型和计算机模化软件CSMOKE.应用模拟系统对防烟分区内火灾初期的烟气流动情况,包括烟气的产生量、烟气层的温度以及烟气层厚度随时间的变化等进行预测,并对影响火灾发展主要因素的影响规律进行了研究.同时,分别以汽油油盘和标准试件为燃烧物开展了大型商场开敞空间防烟分区的实体火灾试验,获取了火灾和烟气运动的特性参数.模拟计算结果与实测结果的误差在20%以内.     

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．     

基于数值模拟的某公交车火灾重构(英文)

使用FDS进行火灾场景模拟可以给火灾调查提供证据支持. 对公交车火灾的数值模拟可以重现火灾现场,通过描述火源、公交车的结构以及可燃物的属性,可以重构火灾过程,解释火灾的发展、烟气的运动和人员的死亡. 基于逃生人员和营救人员的描述,以及火灾现场的燃烧证据,采用并行运算方法进行了重构模拟. 完成了包括热释放速率、温度场、烟气密度以及组分浓度等在内的多参数数据采集. 通过比较模拟结果和火灾现场的调查结果,推测了火势的发展和烟气运动,解释了人员死亡的原因. 从而为整个火灾重构的进一步研究打下基础,同时指出了火灾模拟在实际火灾场景调查中的应用价值.     

火灾中烟气毒性成分向远距离房间传播的实验研究

烟气的影响是火灾中人员死亡的最主要原因,为此利用"房间-走廊-房间"结构的模拟实验台进行了大量的实验,研究了火灾中烟气有毒成分向远距离非火源房间传播的特点.结果表明,门的作用非常显著,温差和一氧化碳浓度都随着门高度的增加而有规律地增加,一氧化碳浓度峰值的出现会随着门高度值变小而显著延迟;温度与一氧化碳浓度在垂直方向的分布差别很大,这说明烟气温度和毒性成分在远距离房间垂直方向上分布相互不一致.     

侧室—走廊烟气运动特性的盐水模型

运用盐水实验模拟方法与液体双染色技术研究了侧室点火源烟气在走廊内的发展过程和运动特性,证实了走廊内存在着明显的烟气空气分层现象,且烟气在走廊内对环境空气的卷吸作用可忽略不计．通过研究侧室点火源位置、强度等与走廊烟气层运动速度之间的关系,得到了走廊烟气运动的无量纲速度与侧室火源强度无关的结论．最后,应用单室点源羽流模型,通道重力流模型和相似理论,并结合分析实验结果,建立了走廊烟气运动速度的盐水模型．     

长大公路隧道火灾温度场分布试验研究

为了掌握长大公路隧道内的火灾行为,提升秦岭特长公路隧道的火灾安全性,进行了火灾时隧道内温度场的纵向、横向分布规律及温度场扩散范围的大比例(1:6)火灾模型试验.模型隧道内径为1.8 m,长100 m.隧道内的风速在10 m/s范围内.试验中设定了3个火灾规模用以模拟实际的隧道火灾场景.试验中隧道内烟流温度通过CAN数据采集系统自动记录.试验结果表明,横向温度分布呈现拱顶最高,拱腰、边墙次之,底部最低的规律.对纵向温度分布而言,火区温度最高,随着远离火区温度逐渐降低.火灾规模及通风速度对温度分布及温度扩散范围具有明显的影响.随着火灾规模的增大,隧道内各点烟流温度及影响范围均增大.而随着通风速度的增大,温度扩散范围增大,火区最高温度降低,隧道内温度分布趋于均匀.此外,根据试验成果对结构防火措施、设备布置方案、火灾时通风风速的设定以及行车距离的限制等给出了合理的建议.     

顶部排烟耦合细水雾作用下的火灾烟气特性

利用长宽高为6m×15m×2m的隧道模型，进行了顶部排烟和细水雾灭火实验.通过对各测点烟气温度、火焰温度、CO含量及能见度的测试，分析了不同的顶部排烟以及细水雾耦合作用模式对火灾烟气的控制效果.结果表明:顶部排烟加快了柴油燃烧速率，顶部排烟耦合细水雾的冷却作用明显.在火灾增长阶段(50s)，细水雾耦合顶部排烟对于烟气控制效果最优；在火灾充分发展阶段(90s)，细水雾耦合顶部排烟作用易引起沸溢及轰燃，且细水雾喷洒瞬间，火焰强化现象最明显，CO含量迅速上升.顶部排烟对于能见度的提高效果明显；单独施加细水雾虽然能起到控制烟气的作用，但会使能见度进一步降低；在顶部排烟的耦合作用下，烟气经细水雾吸附沉降后能见度的提高速率增大.