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扁平大空间类建筑火灾烟气流动规律及控制研究

作　者: 王新颖
导　师: 刘健
学　校: 安徽理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 火灾模拟扁平大空间类建筑自然排烟机械排烟
分类号: TU892
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着经济的发展,对建筑物的使用功能提出了很多新的要求,从而产生了一类具有特殊几何特性的建筑,此类建筑面积大而高度并不高,称为扁平大空间类建筑。烟气是火灾中造成人员伤亡的最主要因素,建筑的消防安全离不开对火灾烟气的控制与管理。本课题的研究重点是利用火灾动态模拟软件FDS研究不同火源位置、火源功率以及防排烟系统设置条件对扁平大空间类建筑火灾烟气运移规律的影响,力求为扁平大空间类建筑防排烟系统的设计、改造及火灾时人员的安全疏散提供指导性意见。本文首先介绍了火灾和火灾烟气,建筑火灾烟气的控制方法以及扁平大空间类建筑的火灾特殊性。扁平大空间类建筑的消防问题主要集中在以下几个方面：防火分区面积过大；疏散距离较长；疏散宽度不够；由于楼层净高较低,人员很容易受到火灾烟气的威胁。然后对扁平大空间类建筑的数值模拟理论和方法进行了概述,在火源的模化上结合我校图书馆的实际情况确定本文所使用的是快速平方稳定火。通过对四种模拟方法的比较,最终确定本文采用场模拟。并对本文所要使用的FDS模拟软件进行了介绍。最后,应用FDS数值模拟软件对扁平大空间类建筑进行数值分析,以我校图忆馆书厍为实例建立了四种火灾场景,对比分析了原工况、改变火源位置、改变火源功率三种自然排烟,以及机械排烟方式对火场内烟气蔓延规律的影响。分析得出：火源位置改变了烟气的蔓延路径和程度；火源功率的降低,减弱了烟气的蔓延和火场参数的影响；合理的布置机械排烟,可以提高火场内的能见度,降低温度、CO浓度,对人员的逃生更为有利。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-21
  1.1 研究背景  11-15
    1.1.1 火灾与火灾烟气  11-14
    1.1.2 建筑火灾烟气的控制方法  14-15
    1.1.3 扁平大空间类建筑火灾的特殊性  15
  1.2 国内外研究现状  15-19
    1.2.1 实验方面  16-18
    1.2.2 数值模拟方面  18-19
  1.3 本文的研究内容及研究方法  19-21
    1.3.1 本文的主要研究内容  19-20
    1.3.2 本文的研究方法  20-21
2 扁平大空间类建筑火灾烟气数值模拟理论和方法  21-35
  2.1 火源的模化  21-23
    2.1.1 定常火源  21
    2.1.2 时间平方增长火  21-22
    2.1.3 时间平方增长—稳定火  22-23
    2.1.4 其他火源  23
  2.2 区域模拟与经典羽流模型  23-27
    2.2.1 区域模拟  23-24
    2.2.2 经典羽流模型  24-27
  2.3 扁平大空间类建筑火灾烟气湍流输运模型  27-30
    2.3.1 对流传热与传质基本方程  27-29
    2.3.2 湍流数值模拟方法  29-30
  2.4 湍流输运模型在扁平大空间类建筑火灾烟气模拟中的应用  30-35
3 FDS数值模拟软件简介及理论基础  35-39
  3.1 四种计算机模拟方法比较  35
  3.2 FDS软件简介  35-37
  3.3 辅助模拟软件  37
  3.4 应用流程  37-39
4 扁平大空间类建筑火灾烟气流动数值分析  39-77
  4.1 图书馆书库的基本概况  39-40
  4.2 原工况下图书馆书库的火灾烟气蔓延规律  40-51
  4.3 改变火源功率图书馆书库火灾烟气蔓延规律对比研究  51-59
  4.4 改变火源位置图书馆书库火灾烟气蔓延规律对比研究  59-68
  4.5 机械排烟工况下图书馆书库的火灾烟气蔓延规律  68-77
    4.5.1 机械排烟布置概况  68-69
    4.5.2 机械排烟工况下图书馆书库的火灾烟气蔓延规律  69-77
5 结论与展望  77-79
  5.1 结论  77-78
  5.2 展望  78-79
参考文献  79-83
致谢  83-85
作者简介及读研期间主要科研成果  85

扁平大空间类建筑火灾烟气流动规律及控制研究

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