大型商业建筑下方市政十字平交通道的通风排烟数值模拟研究

摘要

随着我国城市人口和机动车数量快速增长，很多城市道路交通出现拥堵状况。特别是对于山体城市重庆，地势起伏大，平地少、山路多，在交通枢纽地段，商业建筑用地往往会和道路改建策略发生冲突，此种情况下，设计者大胆创新提出道路下穿商业建筑的方案。本文研究的十字平交通道是主、辅通道在中间位置十字相交的一种较为少见的新型城市道路形式，通道上方是大型商业综合体建筑，两侧有商业店铺，通道内车流量和人流量十分繁杂，火灾隐患多且复杂难控制，一旦发生火灾，人员往往需借助十字平交通道进行疏散，因此需设置必要的通风排烟设施来提高其消防安全性。
　　笔者通过调研，发现十字平交通道缺乏规范定性，目前类似工程案例在通风排烟设置方面没有统一的标准做法，前人研究成果也缺乏对十字平交通道内通风排烟模式的研究，需采用一定的研究方法进行论证。
　　本文采用数值模拟软件FDS着手研究主通道内发生不同火灾规模火灾时，辅通道三种通风排烟模式的烟控效果，综合考虑不同火灾规模、火源位置、射流风机位置、射流形式、射流风速等的影响作用。模拟结果表明:
　　(1)辅通道单侧射流、两侧同向射流和两侧相向射流作用均存在最小临界风速。火灾规模为0～30MW，最小临界风速值随火灾规模变化关系为:Y=Y0+bX，其中b的大小取决于风机射流形式。
　　(2)两侧风机相向射流对应最小临界风速最大，烟层结构破坏严重，火场温降效果最差;单侧风机射流和两侧风机同向射流对应的最小临界风速值较小且差别不大，结合工程实际情况，考虑单侧风机射流模式为较合理优化的方式。
　　(3)辅通道单侧风机射流所用下，主通道发生5～100MW火灾时，辅通道最小临界风速Y随火灾规模X呈指数增长关系Y=Y0+A*exp（R0*X），当火灾规模增大到90MW时，辅通道对应最小临界风速值趋于定值。针对市区道路常见火灾规模，辅通道射流风速一定时，主通道最大可控火灾规模Y与火源坐标位置X呈线性关系式Y=Y0+bX。
　　本文对十字平交通道内烟气运动和机械通风排烟方面的研究成果可以为类似工程案例的通风排烟设计提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 研究内容及技术路线

第2章 十字平交通道火灾特性及烟控模式

2．1 研究对象介绍

2．1．1 工程概况

2．1．2 气候条件

2．2 十字平交通道火灾特性

2．2．1 火灾特点及危害

2．2．2 火灾规模

2．3 火灾烟控模式

2．3．1 隧道火灾烟控模式

2．3．2 十字平交通道烟控模式

2．4 本章小结

第3章 自然风速下火灾危险性分析

3．1 研究方法的选择

3．2 FDS模拟软件简介

3．3 模拟工况设计

3．4 火灾危险判据

3．5 模拟结果分析

3．6 本章小结

第4章 三种通风模式烟控效果数值模拟

4．1 模型说明

4．2 工况设计

4．3 模拟结果及分析

4．3．1 烟气运动情况

4．3．2 烟气层厚度和烟流量

4．3．3 三种通风模式最小临界风速

4．3．4 火源上方温度分布

4．4 较优通风模式的选定

4．5 通风模式一影响因素研究

4．5．1 最小临界风速变化规律补充研究

4．5．2 火灾规模随火源位置变化规律

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

在读硕士学位期间发表的论文