某大型批发商场火灾烟气运动控制及人员疏散数值试验研究

摘要

随着我国经济建设的发展，建筑火灾形势日益严峻，商场火灾事故时有发生。大型批发商场商品丰富，火灾荷载大，人员密集，疏散难度大，如果发生火灾，将会对人员安全和公共财产造成惨重损失。从已发生的商场火灾事故中可知，造成重大人员伤亡的事故很多情况下是由于火灾发生后人员无法正常疏散或疏散设施不完善所引起的。因此研究商场火灾发展和人员疏散规律对于此类建筑火灾危险的消除和控制，以及有效组织人员安全疏散方面都具有重要的意义。
　　论文首先分析了国内外对火灾烟气流动规律和人员疏散研究的现状和基本理论，然后采用数值试验方法，以某大型批发商场为研究对象对商场火灾和人员安全疏散进行了研究。运用计算机数值模拟软件模拟了解建筑火灾烟气流动蔓延以及人员疏散的过程，并讨论其影响因素。
　　以某大型批发商场为实例，建立数值模型，对不同火源位置、火源功率、排烟方式下的火灾场景进行模拟计算，得到各火灾场景火灾烟气蔓延规律和浓度场分布情况，结果表明:不同的火源位置，其烟气蔓延发展的规律也不同;一层走道发生火灾时，烟气弥散比较严重，对整个商场的影响较大;中庭中部发生火灾时，火灾烟气主要在顶层蔓延积聚，对顶层影响最大。火灾功率越大，其危险性越大，可用安全疏散时间会明显缩短;设置机械排烟系统，可以使烟气的温度和能见度的控制都得到了很大程度的改进，减少了烟气对人员的伤害，机械排烟能够延长可用安全疏散时间。
　　建立了不同建筑物结构和疏散方式的疏散场景，进行模拟计算，通过模拟结果讨论了必需安全疏散时间的影响因素。同时也发现该商场在人员疏散设计上存在的不足，如疏散出口的宽度太窄，容易造成人员拥挤等，并就该批发商场在火灾和安全疏散过程中存在的问题提出科学合理的建议。
　　为有效控制商场火灾烟气，以及在防排烟设计、人员疏散及火灾扑救上有所改善，商场火灾数值试验和人员疏散数值试验的研究结果能够为其提供一定的指导。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 建筑火灾烟气流动与控制研究

1．2．2 火灾数值模拟的研究

1．2．3 人员疏散的研究

1．3 论文研究方法和内容

1．3．1 研究方法

1．3．2 研究内容

第二章 火灾烟气流动与人员疏散基本理论

2．1 火灾烟气理论基础

2．1．1 火灾烟气的流动和蔓延

2．1．2 火灾烟气的控制

2．1．3 火灾烟气的危害

2．2 人员安全疏散基础理论

2．2．1 人员安全疏散的定义

2．2．2 影响人员安全疏散的因素

2．2．3 人员疏散基本参数

2．3 本章小结

第三章 商场火灾场景设置与数值模型的构建

3．1 批发商场概述

3．2 批发商场火灾场景设置

3．2．1 火灾燃烧模型的选择

3．2．2 火灾场景的设置

3．3 软件FDS模拟流程

3．4 火灾数值模型的构建

3．4．1 模型的建立

3．4．2 网格的划分

3．4．3 测点的布置

3．5 本章小结

第四章 商场火灾烟气运动与控制的数值试验

4．1 标准火灾场景模拟结果分析

4．1．1 烟气蔓延特性

4．1．2 温度分析

4．1．3 能见度分析

4．1．4 CO浓度分布

4．1．5 CO2浓度分布

4．2 不同楼层火灾的数值试验

4．2．1 对烟气流动的影响

4．2．2 对温度的影响

4．3 不同火源位置的数值试验

4．4 不同火源功率的数值试验

4．5 不同排烟方式的数值试验

4．5．1 烟气蔓延分析

4．5．2 温度对比分析

4．5．3 能见度对比分析

4．6 可用安全疏散时间的获取

4．6．1 火灾危险临界状态的确定

4．6．2 模拟结果汇总

4．6．3 火灾模拟过程中的不确定性

4．7 本章小结

第五章 商场人员安全疏散的数值试验

5．1 商场客流量调查及疏散模型的建立

5．2 模拟结果分析

5．2．1 不同疏散人数的试验

5．2．2 不同疏散方式的试验

5．2．3 不同出口数量的试验

5．2．4 不同出口宽度的试验

5．3 必需安全疏散时间的获取

5．4 人员疏散过程中的不确定性

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文