基于FDS的高校食堂火灾数值模拟及人员疏散研究

摘要

随着计算机技术的迅猛发展，建筑火灾数值模拟技术和人员安全疏散模拟技术在消防安全、救灾防灾领域得到愈发广泛的应用。火灾数值模拟不仅可以形象的模拟出所研究建筑火灾烟气的整个动态蔓延过程，更可以为建筑火灾危险性分析提供可靠的数据支持。人员安全疏散模拟可以准确地预测人员疏散过程的疏散必需时间，从而为建筑火灾安全性研究提供有利的分析工具。　　为了研究建筑火灾时期烟气的蔓延规律，分析火灾时期影响人员安全疏散的主要因素，对火灾时期所研究建筑安全性进行合理有效的评估，本文利用计算机数值模拟分析将建筑火灾的烟气蔓延过程与人员安全疏散过程相结合进行研究。　　本文以某高校食堂为研究对象，通过实地勘察与测量，利用火灾数值模拟软件FDS对食堂进行等尺寸模型建立，并根据食堂内部实际布局设置四种火灾场景，充分了解各火灾场景下食堂内部烟气蔓延规律。并在食堂各层楼梯及出口2m高度处设置监测点，分别对烟气温度、CO浓度和能见度进行监测，对各监测点位置火灾危险来临时间进行确定。　　利用人员疏散模拟软件Pathfinder对食堂建立整栋建筑人员安全疏散模型，分析出各监测点处人员疏散运动时间，进而得出人员安全疏散必需时间。将火灾数值模拟所得安全疏散时间与人员安全疏散模拟所得疏散必需时间进行对比分析，对该高校食堂进行安全性判定。结果表明：能见度是制约该食堂人员安全疏散的主要因素；火源位置设置在低楼层相比于高楼层危险性更大；4种工况下，均无法保证内部人员在危险来临时全部安全疏散完毕，说明该高校食堂存有一定的安全隐患。　　通过火灾模拟软件FDS和人员疏散模拟软件Pathfinder将火灾场的发展与人员疏散联系到一起，仿真环境与真实火灾发展情况契合度高，研究方法具有一定的科学性和工程应用价值，为类似大型食堂类建筑内部防火设计及消防整改提供一定的决策支持。

目录

声明

变量注释表

1 绪 论

1.1 引 言（Foreword）

1.2 研究背景（Research background）

1.3 研究意义（Research meaning）

1.4 火灾数值模拟国内外研究现状（Research status of fire numerical simulation at home and abroad）

1.5 研究内容及技术路线（Research content and technical route）

2 建筑火灾相关理论基础

2.1 火灾基础理论（Basic theory of fire）

2.2 火灾热释放速率（Fire heat release rate）

2.3 火灾烟气临界参数（Critical parameters of fire smoke）

2.4 火灾数值模拟软件FDS（Fire numerical simulation software FDS）

3 食堂火灾数值模拟分析

3.1 火灾数值模拟前处理（Pretreatment of fire numerical simulation）

3.2 火灾场景一（Fire scene I）

3.3 火灾场景二（Fire scene II）

3.4 火灾场景三（Fire sceneⅢ）

3.5 火灾场景四（Fire scene IV）

4 食堂人员安全疏散模拟分析

4.1 引 言（Foreword）

4.2 疏散模拟分析的判定标准和假设（Criteria and assumptions for evacuation simulation analysis）

4.3疏散参数（Evacuation parameters）

4.4 人员疏散模拟分析（Evacuation simulation analysis）

4.5 食堂火灾安全性判别（Fire safety discrimination of canteen）

5 总结与展望

5.1 总 结（Summary）

5.2 展 望（Prospect）

参考文献

作者简历

致谢

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