环境风作用下某弧形立面机场航站楼自然排烟效果的数值模拟研究

发布时间：2020-05-13 15:04

【摘要】：机场航站楼是机场的重要组成部分,作为空陆换乘的重要场所,是一个城市的形象特征,是对外展示本地特色的重要门户。航站楼公共区域多采用自然排烟方式,而环境风和排烟窗控制模式会影响排烟效果,尤其在弧形立面航站楼中影响效果显著。本文以某弧形立面机场航站楼为研究对象,选取候机指廊弧形区域的自然排烟窗分段控制启闭,共设计97组火灾场景,利用FDS火灾动力学软件进行模拟研究,获得了环境风、火灾发烟量和火源功率对危险到达时间的影响规律,研究结果表明:(1)环境风对弧形立面航站楼的自然排烟效果有较大影响,火源附近的侧面高位排烟窗法向方向风速过大时会导致烟气倒灌,影响人员安全疏散。(2)当环境风速过大时,采取分段控制弧形立面段侧面高位排烟窗的方法可以有效降低环境风对弧形立面航站楼自然排烟的影响,分段控制模式下的排烟效果要优于不分段控制模式。本文提出了优化排烟窗控制模式流程,建议在各组排烟窗安装风速风向传感器,在航站楼内设置适当的火灾探测设备,确定火灾的具体位置,以优化控制。(3)当排烟窗法向方向的风速小于5m/s时,分段控制模式和不分段控制模式下的排烟窗均可有效排烟;当排烟窗法向方向的风速大于1Om/s时,须关闭火源附近的侧面高位排烟窗,以防烟气倒灌。(4)在法向环境风作用的不利条件下,航站楼候机指廊区域发生不同火源功率的火灾时,随着火源功率的增加,危险到达时间减小,排烟效果变差。当火源功率在4.5MW至10.0MW之间时,危险到达时间t和火源功率Q满足函数关系式:t=338exp(-Q/4.80)+197.5。环境风速相同时,随着火灾发烟量增加,危险到达时间减小。在相同火灾发烟量时,随着环境风速增加,危险的到达时间呈现出先增大后减小的规律。当火灾发烟量在0.05至0.20之间时,危险到达时间和环境风速v满足函数关系式:t=Aexp(-v/B)+C,危险到达时间最大值tmax与火灾发烟量x满足函数关系式:tmax=-3018x+1030.5。应控制航站楼内可燃物的种类和数量,限制使用发烟量大、发热量高的物品。本文可为相关工程项目提供一定的借鉴,为排烟窗的优化控制提供参考。
【图文】：

国际机场,机场

１．１选题背景逡逑随着我国国力的提升，越来越多的人们出行会选择迅捷、优质的航空服务，逡逑各地新建、扩建的机场不胜枚举，如图１．１和图１．２所示的新郑国际机场和北京逡逑大兴国际机场。航站楼是机场的重要组成部分，作为空陆换乘的重要场所，是一逡逑个城市的形象特征，是对外展示本地特色的重要门户［１］。“十三五”规划以来，，我国逡逑的航空业更是展现出迅猛发展的势头，所建航站楼不仅能够满足乘客乘机的硬需逡逑求，而且朝着艺术化和智能化的方向前进，在视听等方面全方位满足乘客的软需逡逑求。２０１８年我国民航旅客的吞吐量超过了邋１２．６亿人次，货邮的吞吐量超过１６．７逡逑百万吨，与２０１７年相比分别增长了邋１０．２％和３．５％，在我国境内，除港澳台外，逡逑在２３０座通航城市己通航的机场有２３３个⑵。计划到２０２１年初，将建设成５００逡逑个通用机场

技术路线图,技术路线

控制下的烟气运动特性，获得烟气的危险到达时间，以期得到不同的排烟窗控制逡逑模式和不同火灾发烟量、火源功率下的危险到达时间规律，为排烟窗的优化控制逡逑提供参考。本文的技术路线如图１．３所示，文章章节安排如下：逡逑第一章通过文献调研，对我国机场航站楼的发展历程作了简单介绍，通过对逡逑近几年国内外机场航站楼的火灾事故案例举例说明研宄的重要性。然后综述了国逡逑内外航站楼等大空间的烟气运动研宄现状，最后提出了本文的研宄内容与技术路逡逑线。逡逑第二章对航站楼作了简介，定性描述了航站楼的火灾危险性，确定了航站楼逡逑内火源的火灾规模，对航站楼等大空间的排烟方式作了简要介绍，对航站楼自然逡逑排烟窗作了简介。逡逑第三章选择数值模拟的研宄方法，利用模拟软件对航站楼进行建模，验证网逡逑格的独立性，设计模拟实验的工况，确定火灾危险判定条件。逡逑７逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V351.392

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