建筑物火灾安全性能评价系统（BF-SPES）的研究与应用软件开发

摘要

安全疏散分析与设计是建筑防火分析与设计的重要内容。目前国内大多采用国外的场模型或区域模型编制的烟流软件(如CFAST等)对火灾场景进行模拟，然后再采用EVACNET4、Togawa经验公式等疏散模型对整体、分区及各防火分区人员安全疏散进行预测模拟计算和分析比较。这种分析比较的方法是靠人工完成的，必须分层分区进行处理，且在多层多室建筑中显得非常繁琐，甚至不可行。 本文在重庆大学开发成功的火灾网络模型烟气流动预测软件和高层建筑人员疏散行动时间预测软件的基础上，根据质量和能量守恒原理，提出了火灾网络模型下火灾达到危险状态的烟气温度值，这样便能计算出可用安全疏散时间(ASET)；同时提出了一种基于VB与MATLAB混合语言编程技术开发的多层多室建筑火灾安全疏散评估方法，并开发出建筑物火灾安全性能评价系统BF-SPES(theBuildingFireSafetyPerformanceEvaluationSystem)。其中VB与MATLAB混合编程，借助MATLAB的ActiveX的接口技术实现。最终混合编程实现了对多层多室建筑火灾人员疏散的动态模拟与安全疏散分析评价。该系统软件具有可视化操作、界面友好的特点，实现了疏散人员聚集情况的显示及疏散人数、烟气参数的动态查询，并通过对火灾探测器报警时间和人员确认、反应时间的假定，软件能够计算得到所需安全疏散时间(RSET)。软件通过对比RSET和ASET的大小，从而实现了对建筑物每个节点的人员安全疏散进行定量的判断和评价，同时软件给出了节点疏散人数曲线与烟气温度曲线以及危险温度曲线的对比图。 本文不仅可为消防建审人员提供更科学合理的消防安全评估方法，也将为建筑设计者提供可靠的设计依据。设计者可运用本文提出的方法原则确定影响整个安全疏散时间的主要因素，从而对建筑火灾安全设计方案进行改进，尽可能的减少整个安全疏散所需的时间和人员伤亡。

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1研究的背景及意义

1.1.1我国火灾安全现状

1.1.2高层建筑火灾特点

1.1.3研究的意义

1.2国内外研究现状及本研究的工作基础

1.2.1火灾烟流模型简介

1.2.2人员疏散模型

1.3技术路线

1.4主要研究内容及预期目标

1.4.1主要研究内容

1.4.2预期目标

2建筑火灾中的人员安全疏散

2.1人员安全疏散的基本条件

2.2火灾烟气的危害及危险状态的判断

2.3安全疏散设计方法

3人员疏散理论模型

3.1火灾探测系统的报警时间

3.1.1感烟火灾探测器的报警时间

3.1.2感温火灾探测器的报警时间

3.2人员确认、反应时间

3.3人员疏散行动时间

3.3.1人员迁移流动特性、行为能力及其影响因素

3.3.2人员疏散行动模型的建立

4建筑物火灾安全性能评价系统的开发

4.1引言

4.1.1疏散行动时间预测软件

4.1.2烟气流动性状预测软件

4.2 MATLAB接口技术研究

4.3应用ActiveX技术实现VB与MATLAB的混合编程

4.4建筑物火灾安全性能评价系统的开发

4.4.1 BF-SPES的特点

4.4.2程序主界面的功能、外形介绍

5实例分析

5.1建筑概要

5.2安全疏散目标

5.3安全评价标准

5.3.1火灾网络模型中危险时间的判断

5.4烟气流动性状预测

5.4.1模拟建筑的建筑物换气树

5.4.2模拟输入条件

5.4.3模拟结果

5.5疏散行动时间预测

5.5.1模拟输入参数

5.5.2疏散行动时间计算结果与动态查询

5.6安全性评价

5.7结论

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文