會(huì)展中心火災(zāi)煙氣控制的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，會(huì)展建筑在數(shù)量上、規(guī)模上以及功能上都不斷有新的發(fā)展和突破，但由于其建筑結(jié)構(gòu)與使用功能的特殊性，也向建筑火災(zāi)安全領(lǐng)域提出了新的挑戰(zhàn)。 本文通過(guò)對(duì)當(dāng)今國(guó)內(nèi)外大空間建筑火災(zāi)研究方法的分析比較，針對(duì)會(huì)展中心建筑特點(diǎn)與火災(zāi)特性，選用屬于場(chǎng)模擬層次的大渦模擬技術(shù)作為研究方法，并選擇美國(guó)NIST發(fā)行的FDS軟件作為研究工具。 通過(guò)將大空間火災(zāi)試驗(yàn)與FDS數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算值與試驗(yàn)值基本吻合，說(shuō)明FDS軟件能較為準(zhǔn)確真實(shí)

2、地再現(xiàn)大空間火災(zāi)過(guò)程，利用FDS軟件來(lái)研究會(huì)展類(lèi)大空間建筑煙氣流動(dòng)具有可行性與適用性。 本課題選用典型會(huì)展建筑作為研究對(duì)象，通過(guò)正交數(shù)值模擬試驗(yàn)，比較分析了各因素(排煙口位置、大小、開(kāi)啟數(shù)目及排煙量)及其交互作用對(duì)其機(jī)械排煙效果(煙層高度)的影響，并尋找可能最優(yōu)的機(jī)械排煙方案以?xún)?yōu)化會(huì)展中心煙氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。研究表明排煙口位置、排煙量以及排煙口大小與排煙口開(kāi)啟數(shù)目的相互作用對(duì)考核指標(biāo)影響顯著，是影響機(jī)械排煙效果的主要因素，因而在進(jìn)

3、行展廳機(jī)械排煙設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮以上因素。 根據(jù)會(huì)展中心數(shù)值模擬結(jié)果，開(kāi)展展廳火災(zāi)羽流發(fā)展過(guò)程，煙氣層發(fā)展過(guò)程及火災(zāi)典型現(xiàn)象分析。研究發(fā)現(xiàn)由于展廳空間高大，會(huì)展建筑火災(zāi)過(guò)程中煙羽流溫度、速度及濃度衰減非常大，存在煙氣層溫升小，煙層波動(dòng)大，發(fā)展不均勻等特點(diǎn)，容易產(chǎn)生煙氣沉降、彌散現(xiàn)象，這給早期火災(zāi)探測(cè)及人員疏散帶來(lái)極大阻礙。當(dāng)排煙口速度過(guò)大時(shí)，由于排煙口強(qiáng)烈的抽吸作用，容易產(chǎn)生“卷吸現(xiàn)象”，從而降低機(jī)械排煙效率，因而設(shè)計(jì)排煙口風(fēng)速

4、時(shí)，應(yīng)考慮臨界排煙量。通過(guò)排煙效果分析，比較不同排煙口位置及機(jī)械排煙量大小對(duì)展廳排煙效果的影響，研究發(fā)現(xiàn)“頂排”明顯優(yōu)于“側(cè)排”。這是因?yàn)榕c“側(cè)排”相比，頂棚排煙系統(tǒng)能使上升煙氣以最短的路徑最快的速度流向排煙口，及時(shí)排走高溫高濃度煙氣，減少其與空氣混合擴(kuò)散的幾率。而“頂排”時(shí)的下部空間氣流形式也有助于控制煙層下降。隨著排煙量的增大，頂棚排煙方式的優(yōu)勢(shì)將更為突出。 并就所需排煙量大小、排煙效果、排煙效率以及排煙量確定依據(jù)等方面，對(duì)

5、國(guó)內(nèi)《高規(guī)》及美國(guó)NFPA92B這兩種當(dāng)前廣泛使用的確定排煙量的方法進(jìn)行比較。研究表明美國(guó)NFPA92B綜合考慮了火災(zāi)荷載、建筑空間尺寸等因素，與傳統(tǒng)的換氣次數(shù)法相比，更為經(jīng)濟(jì)合理。但是兩種方法在確定因素的考慮上都欠缺全面。筆者建議采用數(shù)值模擬方法確定排煙量，可以綜合考慮各種因素，做到具體工程具體分析，在保證安全疏散的同時(shí)，最大限度地降低排煙量，避免卷吸現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高排煙效率。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的排煙系統(tǒng)無(wú)疑更加經(jīng)濟(jì)、合理、可靠。