基于FDS的感烟型火灾探测器的响应性能研究

摘要

随着我国经济建设和城镇的快速发展,特别是人口密集的大都市建设,高大空间建筑越来越多。与普通建筑相比,此类建筑火灾造成的生命财产损失更为巨大,防火安全对火灾早期探测报警技术的要求越来越高。近年来,国际上对大空间建筑火灾综合防治的研究已经逐步提上了日程。进行大空间初期烟雾运动规律及探测报警设备研究,对提高大空间火灾早期报警技术,具有重要意义。
　　 对于顶棚高度高于12m的高大空间建筑,点型感烟火灾探测器安装于顶棚很难快速、准确报警。规范规定:无遮挡大空间或有特殊要求的场所,宜选择红外光束感烟探测器。普通探测器被动地等待烟雾飘移至探测器所在的位置,吸气式火灾探测器主动抽吸空气样品,为早期火灾探测提供了有效的手段。
　　 本文基于几种常用火灾探测器,通过火灾模拟软件FDS、管网设计软件ASPIRE2以及实体建筑火灾探测试验,研究了不同的火灾探测器及其设置对响应性能的影响。
　　 为验证FDS软件模拟结果可靠性,选普通建筑点型火灾探测器、红外光束感烟探测器和吸气式火灾探测器,通过设置不同火源及火灾特性,进行火灾探测器的选型与设置试验,并利用FDS进行火灾探测性能模拟与试验比较。结果表明,模拟计算能较好的预测火灾探测器的响应时间。
　　 通过大空间实验厅火灾报警试验和模拟,研究了高大空间建筑中吸气式火灾探测器的特点及其响应性能,分析了采样孔孔径、孔间距和管长等因素对吸气式火灾探测器报警时间的影响。结果表明,孔径和管径对吸气式火灾探测器的报警时间影响很小,管长和孔间距是影响报警时间的主要因素。
　　 利用FDS软件模拟,研究了高大空间建筑中线型光束感烟探测器的响应性能,分析了不同火源类型、火源位置和探测器安装位置等对探测器响应时间的影响。结果表明,线型红外光束感烟探测器适宜探测木材等具有一定发烟能力的火源,不适合探测不产烟或产烟量小的清洁燃料类火灾；墙角位置火源的报警响应时间比其他位置火源短；火源质量低时,高处的探测器响应时间比低处的探测器短,火源质量高时,低处的探测器响应时间比高处的探测器短。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 火灾的危害

1.1.2 大空间建筑火灾的特点

1.2 国内外研究现状

1.2.1 火灾探测器的发展

1.2.2 大空间建筑火灾的研究

1.2.3 火灾探测器性能预测的研究

1.3 研究目的及意义

1.4 研究内容和方法

1.5 课题来源

第2章 火灾探测器模拟理论

2.1 火灾探测器模拟用软件

2.1.1 FDS火灾模拟软件

2.1.2 ASPIRE2及AspireSDS软件

2.2 火灾探测器的原理及应用

2.2.1 点型火灾探测器

2.2.2 吸气式火灾探测器

2.2.3 线型红外光束感烟探测器

2.3 火灾探测器在软件中的设置

2.3.1 点型火灾探测器

2.3.2 吸气式探测系统

2.3.3 光束探测器

2.4 本章小结

第3章 普通建筑火灾探测试验及模拟

3.1 试验空间

3.2 试验设计

3.2.1 火源设计

3.2.2 试验设备

3.3 结果分析

3.3.1 烟气温度变化

3.3.2 报警结果分析

3.4 试验模拟试算

3.4.1 模型建立

3.4.2 基本参数的设置

3.4.3 模拟结果分析

3.5 本章小结

第4章 高大空间建筑吸气式火灾探测器试验与仿真研究

4.1 高大空间建筑ASD的必要性

4.2 高大空间建筑火灾试验

4.2.1 试验空间及设计

4.2.2 结果分析

4.3 高大空间建筑火灾模拟

4.3.1 模型建立

4.3.2 空气采样管网的设计

4.3.3 数值计算方法

4.3.4 结果分析

4.4 吸气式火灾探测器响应性能的影响因素研究

4.4.1 ASD响应性能的影响因素

4.4.2 案例一

4.4.3 案例二

4.5 本章小结

第5章 高大空间建筑红外光束感烟探测器的仿真研究

5.1 高大空间建筑BSD的必要性

5.2 研究空间及设计

5.2.1 空间结构

5.2.2 火源设计

5.2.3 火灾探测器的设置

5.3 模拟及结果分析

5.3.1 模型建立

5.3.2 烟气羽流轴线温度分布

5.3.3 结果分析

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

在学期间研究成果

致谢