客运大楼零售店火灾轰燃现象和中庭火灾烟气控制实验研究

摘要

本文要解决的问题：客运大楼零售店发生火灾时，是否会发生轰燃，它对整个建筑的烟气运动有何影响?现行规范有关中庭建筑防排烟设计的规定是否合理，应该如何修正补充?才能使其更好地满足实际工程需要。 本文采用模型实验和计算机数值计算相结合的方法，对客运大楼、中庭火灾烟气流动及其影响因素进行了研究。主要包括以下几方面内容并得出了相关的结论： 以香港理工大学和中国科技大学合建的火灾实验厅为原型，按1/8比例建造了客运大楼零售店火灾相似模型实验台，开展了有关客运大楼零售店火灾时轰燃产生的条件以及对整个大空间建筑的影响的实验。实验结果表明：大空间内的小室发生火灾时，容易发生轰燃；轰燃时，整个小室变成了一个大的热源，产生的烟气量也大大增加，整个大空间内的烟气层下降迅速。 建立了火灾烟气运动数学物理模型。采用浮升力作用下火灾烟气紊流流动场模型，将着火区域处理为体积热源。应用PHOENICS程序对客运大楼零售店火灾进行数值实验，并将数值计算结果与模型实验结果进行了对比，对比结果表明该程序可以用于火灾模拟。 不同形式中庭火灾数值计算的结果表明：按规范所规定标准设计的排烟系统，瘦高型中庭一般不能达到理想的排烟效果；立体型或扁平型一般能达到预期的排烟效果；体积超过17000m3的中庭(瘦高型除外)能达到预期的排烟效果。 瘦高型中庭火灾数值计算结果表明：瘦高型中庭发生火灾时，在其顶部容易形成热空气层，使排烟效率降低；排烟量至少增大为规范所规定的1.3倍以上，方能达到良好的排烟效果；单独增加排烟口数量，可以使烟气层提高，但不明显；排烟量和风口数量同时增加，排烟效果则更加理想；所增加的风口最佳位置建议最好设置在中庭高度2/3处。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1火灾及火灾烟气

1.1.1火灾

1.1.2火灾烟气

1.2火灾科学及其发展趋势

1.3客运大楼

1.4中庭及中庭建筑

1.4.1中庭及中庭建筑的发展史

1.4.2中庭建筑的分类

1.4.3中庭调查统计

1.5客运大楼、中庭建筑防排烟技术的研究现状

1.5.1客运大楼防排烟技术的研究现状

1.5.2中庭建筑防排烟技术的研究现状

1.6开展客运大楼、中庭建筑防排烟技术研究的意义和内容

1.6.1课题研究意义

1.6.2研究内容

2客运大楼火灾模型实验

2.1研究方法的确定

2.2轰燃产生的理论分析及轰燃对产烟量的影响

2.3相似模型的理论基础

2.4主要参数的无因次化

2.5模型实验台与检测系统

2.5.1模型实验台

2.5.2检测系统

2.6实验前期准备

2.6.1火源释热率的确定

2.6.2排烟量的确定

2.7实验方案

2.8实验结果分析

2.8.1烟气层高度的确定

2.8.2实验结果

2.9 小结

3客运大楼火灾数值实验

3.1引言

3.2场模型控制方程

3.3场模型求解的初始条件和边界条件

3.3.1火源的处理

3.3.2边界的处理

3.3.3空度因子

3.4数值方法

3.4.1计算区域的离散化

3.4.2离散方程的求解

3.5 PHOENICS软件

3.6实验方案

3.7实验结果

3.7.1对比实验结果

3.7.2客运大楼零售店实验结果

3.8 小结

4中庭火灾数值实验

4.1不同形式中庭火灾数值实验

4.1.1火源设计

4.1.2排烟量的确定

4.1.3其它条件的确定

4.1.4实验结果

4.2瘦高形中庭火灾数值实验

4.2.1实验方案

4.2.2实验结果

4.3 小结

5结论与建议

5.1结论

5.2存在的不足和今后工作的展望

致 谢

参考文献