中庭建筑機(jī)械排煙的數(shù)值模擬研究.pdf

1、相對(duì)于傳統(tǒng)的建筑而言，中庭建筑的最大特點(diǎn)是具有1個(gè)或多個(gè)在豎直方向上連續(xù)貫通數(shù)層的封頂?shù)拇笮凸蚕砜臻g。一旦中庭內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，煙氣將在中庭內(nèi)迅速蔓延并擴(kuò)展到與之相連的其它各樓層。
　　 現(xiàn)有《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《上海市民用建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》分別采用單位體積指標(biāo)法和假設(shè)排煙量等于煙氣產(chǎn)生量的方法確定中庭的排煙量。然而，火災(zāi)時(shí)煙氣以及有害因素的分布和變化規(guī)律尚不清楚，采用此兩種方法確定的排煙量是能否滿足人員安全疏散要求值得懷

2、疑。
　　 因其局限性，現(xiàn)有方法無法滿足現(xiàn)有建筑的排煙設(shè)計(jì)要求。因此，研究中庭火災(zāi)中煙氣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及有害因素的分布和變化規(guī)律，尋求更加高效合理的防排煙方案是本課題研究擬解決的關(guān)鍵問題。
　　 本文對(duì)機(jī)械排煙系統(tǒng)的研究中主要是依靠使用FDS進(jìn)行大渦模擬(LES)的數(shù)值預(yù)測(cè)。為了使模擬結(jié)果更具可信性，結(jié)合文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別研究了網(wǎng)格密度、Cs和Prt分別對(duì)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的模擬預(yù)測(cè)結(jié)果的影響;并對(duì)D*/σx使用范圍的進(jìn)

3、行了優(yōu)化，指出了溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)對(duì)Cs和Prt的依賴性，為后面的機(jī)械排煙設(shè)計(jì)的研究打下了基礎(chǔ)。
　　 已有的防排煙設(shè)計(jì)規(guī)范中并未對(duì)防排煙系統(tǒng)提出的具體的設(shè)計(jì)要求，沒有一個(gè)對(duì)防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)這一問題，從人員逃生的角度考慮，提出了包括煙氣溫度、CO體積濃度、CO2體積濃度、O2體積濃度和能見度的安全疏散判據(jù)的具體指標(biāo)，這為防排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)具體的目標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過對(duì)火源面積、火源釋熱率和火源位置三個(gè)因素的考察，

4、在無排煙系統(tǒng)的工況下，了解了火災(zāi)的自然發(fā)展過程，各個(gè)安全疏散判據(jù)的變化規(guī)律。根據(jù)安全疏散判據(jù)的變化規(guī)律和指標(biāo)，本文首次提出了最佳開啟時(shí)間的概念。借鑒了上海地方標(biāo)準(zhǔn)的方法，提出了根據(jù)燃燒產(chǎn)物估算排煙量的方法。在確定了排煙量和排煙系統(tǒng)開啟時(shí)間設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，研究了這兩個(gè)因素對(duì)排煙系統(tǒng)的影響，指出了國家標(biāo)準(zhǔn)和上海地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)排煙量計(jì)算的不適用性，給出了所研究算例的最佳開啟時(shí)間和排煙量。
　　 最后，本文以建筑防火的性能化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，提