FDS+EVAC5.0在建筑火灾和人员疏散领域中的研究进展

  本文关键词：计算机技术在建筑火灾安全上的综合应用，由笔耕文化传播整理发布。

警系统和疏散措施不熟悉)；旅馆或寄宿学校(居民可能处于睡眠状态，但对建筑物、报警系统和疏散措施熟悉)；旅馆公寓(居民可能处于睡眠状态，对建筑物、报警系统和疏散措施不熟悉)；医院，疗养院及其他社会公共机构(有相当数量的人员需要帮助)。

利用FDS+EVAC模拟人员疏散的应用实例很多，其中：朱杰，夏锐，唐家祥，，王珍的《某高层建筑商业中心火灾风险评估及人员疏散研究》通过对某高层建筑商业中心设计工程存在的主要消防问题分析。确定了其性能化设计目标，设置了火灾场景，采用CFD方法对其进行了火灾风险评估及人员疏散模拟计算分析。最终提出了保证该商业中心消防安全的强化措施和建议[10]；魏文君，李小柱的《某商业综合体人员疏散的模拟分析》针对西安市某商业综合体火灾实例，根据该建筑特点和人员荷载情况，通过经验公式法和计算机模拟两种性能化分析方法，对实际火灾时的人员疏散场景进行计算，得出人员疏散至安全地点的时间，通过与FDS的火灾模拟计算结果的比较来检验人员疏散的安全性[11]；张小英,马晓茜,陶平的《高层建筑火灾时的人员安全疏散性能》将火灾情况下人员的疏散过程分成觉察、发出警报及行动3个部分,采用经验公式计算得到人员觉察和疏散的时间,并采用水力模型模拟人员在楼梯间的疏散过程,计算高层建筑火灾情况下人员在楼梯和通道的流动时间,实现人员疏散过程的计算机模拟.最后以一栋教学楼为例,计算了危险来临时间和周一到周六各上课时段的人员疏散所需时间,分析了教学楼的安全疏散性能[12]；刘建民,岳合生的《高层建筑火灾烟气蔓延的FDS模拟》建立了一个简化的高层建筑模型,采用FDS模拟软件对高层建筑火灾进行了火灾模拟,得出了烟气蔓延速度、温度、CO(一氧化碳)浓度以及能见度的变化规律,为高层建筑火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供了一定的理论依据[13]；许镇,唐方勤,任爱珠的《计算机技术在建筑火灾安全上的综合应用》通过FDS软件对该建筑某火灾场景进行了火场数值模拟。基于FDS的数据,利用RCFire程序进行了结构构件内部温度计算和结构火灾反

应计算。最后,在Vega的虚拟现实平台上将构件内部温度和结构火灾反应的结果进行了动态图形展示,并实现了结构火灾反应的同步漫游，将建筑火场模拟技术、结构火灾反应计算技术和场景表现技术上综合应用到同一建筑上,形成了一个更为准确的结构火灾反应模拟系统,同时也为进一步的建筑火灾场景仿真奠定了基础[14]；谢晓刚,胡忠日,唐胜利的《浅谈FDS软件对非规则建筑边界的定义》认为FDS软件对单房间或数目较少的房间作火灾预测分析时,是一个很好的分析工具,但在对不规则建筑的边界定义粗糙时,所计算的结果将很不理想,文中对这些特殊建筑如弧形墙、倾斜墙及其墙上开口的边界给出了合理的定义。同时应用FDS软件对不同大小的网格进行了计算探讨,将计算结果进行了比较,发现合理的网格大小，对理解FDS软件的应用有很好的工程实用价值[15]。

诸如此类的模拟还很多，应用此软件对建筑火灾进行模拟，可以分析建筑的安全性能，为人们的生命财产提供保障。

4 结论

通过前辈们对FDS+EVAC的不懈研究，让我得出以下结论：

建筑火灾环境下的疏散安全评估研究是FDS+EVAC当仁不让的强项,也可应用于高层建筑物、大型体育场馆、商场超市等公共场所的人员疏散模拟以及大型交通工具如轮船、火车的疏散模拟。FDS+EVAC可模拟人数多达每组疏散网格一万人,这对大部分疏散研究已经足够。但在以下方面还存在不足[16]:

(1)几何建模的限制；

(2)烟气毒害计算的限制；

(3)出口路线选择的限制；

(4)探测和响应时间的限制；

(5)楼梯模型和电梯模型的限制；

(6)人体尺寸特征的限制。

尽管它远未完善,它仍不失为一个较好的火灾条件下的人员疏散模拟软件,不但免费,而且开放源代码。FDS+EVAC模拟结果的可靠性并不完全取决于软件本身,更取决于用户经验、实验验证以及和其它软件的对比。FDS是当今火灾安全领域中最先进数值模拟软件,而EVAC又搭乘了FDS这个有影响力的平台[17] 。因此有理由相信EVAC必将会在各方面得到发展和完善,而我们需要做的工作就是通过模拟及实验的对比[18],来验证其准确性,从而提高人员疏散的可靠性。

总之,疏散中对人员的行为模拟是最复杂最困难的,到目前为止还没有一个模型能够完全解决疏散行为的各个方面[19]。但是可以预见的是,未来的疏散模型将包含更多行为细节,朝着能预测个体行为,能模拟大规模人群和复杂行为特性,能处理建筑结构、环境和人的行为之间复杂相互关系的方向发展。

参考文献

[1]刘涛.李葳.礼堂火灾情况下人员疏散过程的计算机模拟[期刊论文]-消防科学与技术.2008(1)

[2]肖国清.温丽敏.陈宝智.建筑物火灾疏散中人的行为研究的回顾与发展[u]-中国安全科学学报.2001.11(6)50-54

[3] 李健.考虑环境信息和个体特性的人员疏散元胞自动机模拟及实验研究

[D]-中国科学技术大学.2008(8)2-97.

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[5] Fire Dynamics Simulator with Evacuation: FDS+EvacTechnical Reference and User’s Guide [M]. VTTTechnical Research Centre ofFinland,2009-28-52

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[7]David J Low．Following the crowd。Nature，2000，407：388—391．

[8]Helding D. Fraks 1，Vicsek T．Simulating dynamleal featuresof escape panic．Nature，2000，407：487—490．

[9] 孟宏涛. FDS+EVAC在建筑火灾疏散研究中的应用[期刊论文]-安徽建筑工业学院学报.2010(4):18-2

[10]朱杰.夏锐.唐家祥.王珍.某高层建筑商业中心火灾风险评估及人员疏散研究[期刊论文]-消防科学与技术.2008(8) 27-8

[11] 魏文君.李小柱.某商业综合体人员疏散的模拟分析[期刊论文]- 安防科技 .2011(2)

[12] 张小英.马晓茜.陶平.高层建筑火灾时的人员安全疏散性能[期刊论文]- 华南理工大学学报. 2008(6)

[13]刘建民.岳合生.高层建筑火灾烟气蔓延的FDS模拟[期刊论文]-消防技术与产品信息. 2008（1）

[14] 许镇.唐方勤.任爱珠.计算机技术在建筑火灾安全上的综合应用[期刊论文]- 灾害学. 2010（10）

[15] 谢晓刚.胡忠日.唐胜利.浅谈FDS软件对非规则建筑边界的定义[期刊论文]-消防科学与技术.2003(7)

[16]吴强. 基于FDS+Evac模型的火灾中人员疏散研究[D]西安建筑科技大学.2009.

[17]颜春萍.颜向农.FDS+Evac人员疏散模拟软件的理论探析与实战技巧[J]-消防技术与产品信息,2008(7):8-12.

[18] 金润国.毛龙.乐增FDS与Pathfinder在建筑火灾与人员疏散中的应用[期刊论文]-工业安全与环保 2009(8)

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