通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)聚集物的燃燒特性及系統(tǒng)火災(zāi)預(yù)測研究.pdf

1、在公共疫情傳播、火災(zāi)安全等影響公共安全的多種因素成為國內(nèi)外社會(huì)各界共同關(guān)注焦點(diǎn)的今天，建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為兼顧改善室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和消防等維護(hù)環(huán)境安全的重要建筑環(huán)境設(shè)備，也日益引起政府，研究者的廣泛關(guān)注。眾多的研究證明，建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及其系統(tǒng)內(nèi)的聚集物不僅分別作為影響室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和人員健康的潛在污染源和重要污染物，同樣更是潛在的建筑火災(zāi)蔓延渠道和可能的火災(zāi)助燃物。為此，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)的動(dòng)力特性和聚集物燃燒和火災(zāi)傳播機(jī)理需要深入研究和了解

2、。然而，國內(nèi)外的研究工作主要集中在常態(tài)下系統(tǒng)特性及其污染物的沉降和流動(dòng)傳播機(jī)理上，而忽略了在火災(zāi)這一重要的非常態(tài)下的系統(tǒng)聚集物燃燒特性及火災(zāi)蔓延機(jī)理研究。因此，本文在結(jié)合傳統(tǒng)的研究理論的基礎(chǔ)上，以火災(zāi)研究領(lǐng)域中具有某些共性的建筑狹長受限空間的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究理論為切入點(diǎn)，采用現(xiàn)場采樣分析驗(yàn)證以及實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究方法，重點(diǎn)對聚集物在建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的燃燒特性和火災(zāi)蔓延規(guī)律進(jìn)行了比較深入的分析研究。論文的主要研究工作和成果有：

3、（1）在回顧國內(nèi)外眾多針對常見的且具有一定共性的各類建筑狹長受限空間火災(zāi)的研究工作的基礎(chǔ)上，提出了以通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)壁面為環(huán)境邊界，以風(fēng)管內(nèi)聚集物燃燒為研究對象，從聚集物的沉積演變到聚集物的熱解及著火燃燒，最后導(dǎo)致聚集物的火災(zāi)蔓延及煙氣擴(kuò)散的三段式理論。重點(diǎn)回顧了通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)聚集物熱解模型和著火的相關(guān)理論，以及火災(zāi)模擬時(shí)采用的大渦模擬理論及FDS數(shù)值模擬軟件。為深入開展相關(guān)理論及實(shí)驗(yàn)研究奠定理論基礎(chǔ)。 （2）在前人所提出

4、的對建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)火災(zāi)危害性帶有估計(jì)性結(jié)論的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場建筑環(huán)境調(diào)查和聚集物存在性調(diào)查，并隨機(jī)取樣分析等方法解決了系統(tǒng)管網(wǎng)聚集物的可燃性問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分證明，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中聚集物的大量聚積是客觀存在的，引發(fā)或促進(jìn)火災(zāi)的危害程度也是不容忽略的。 （3）建立了一個(gè)實(shí)尺寸單風(fēng)管聚集物燃燒物理模型，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)正交設(shè)計(jì)方法建立工況組合，計(jì)算得到各個(gè)時(shí)刻風(fēng)管內(nèi)氣流溫度、流速等的變化及發(fā)展情況。為更好的考查火災(zāi)影響因素及火災(zāi)危害

5、程度，首次提出了“著火溫度概率函數(shù)PFT*”的綜合考查指標(biāo)，并由此進(jìn)行因素分析和單因素分析，有關(guān)結(jié)論為火災(zāi)的預(yù)測和預(yù)防提供參考。 （4）通過自行搭建的全尺寸單風(fēng)管聚集物火災(zāi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，建立了反映聚集物燃燒特性的均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯Ρ刃詫?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。首次提出了“?dòng)態(tài)著火溫度”的概念，并采用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的數(shù)量化理論對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出了因素分析的相關(guān)結(jié)論。對實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法得出的數(shù)據(jù)和結(jié)論進(jìn)行了分析和討論，進(jìn)一步闡述了風(fēng)管聚集物火災(zāi)的

6、客觀危害性以及建模方法的有效性。 （5）建立了通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)火災(zāi)蔓延模型。通過正交設(shè)計(jì)工況和對比性工況數(shù)值模擬對管網(wǎng)內(nèi)的火災(zāi)綜合特性和各管段的溫度場耦合關(guān)系進(jìn)行深入的分析，結(jié)合考查指標(biāo)“著火溫度概率函數(shù)PFT*”對系統(tǒng)管網(wǎng)的火災(zāi)蔓延進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)和預(yù)測。結(jié)合前文的分析，從而對系統(tǒng)管網(wǎng)的火災(zāi)蔓延機(jī)理和特征有了全面的了解。 （6）提出了一種針對建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)火災(zāi)評(píng)價(jià)和預(yù)測的新方法。對系統(tǒng)管網(wǎng)火災(zāi)的危險(xiǎn)性進(jìn)行綜合分析