高层建筑火灾烟气蔓延与人员安全疏散研究

发布时间：2017-05-30 19:08

  本文关键词：高层建筑火灾烟气蔓延与人员安全疏散研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来随着城市化进程的不断加快与土地资源的日益匮乏,在城市中建造高层建筑已成为一种必然选择。高层建筑具有楼层多、电气设备多、功能复杂多样、内部装饰材料多、管道竖井多以及人员多“六多”的特点,如果建筑内发生火灾,火势和烟气蔓延迅速,而人员的安全疏散和逃生就成为了一个非常突出的问题。根据相关部门统计,高层建筑火灾伤亡人数中的70%是因为受火灾烟气窒息而死的,所以研究高层建筑火灾烟气蔓延规律具有极其重要的意义。本论文运用了火灾科学研究的基础性方法,依据国内外火灾烟气蔓延扩散的理论和研究结果,以上海某高层建筑为研究对象,建立火灾模拟模型并设定相关的各种参数。在过程中使用火灾动态模拟仿真软件FDS(Fire Dynamics Simulator)、PyroSim(Thunderhead Engineeering PyroSim)建模软件和可视化软件Smokeview对该建筑的火灾烟气蔓延扩散规律进行研究。本论文针对全封闭房间火灾、开启进风房间火灾以及开启进风房间火灾发生后,走廊、楼梯口的烟气蔓延三种工况进行了数值模拟。通过对模拟区域烟气的蔓延情况、温度场的分布情况、CO的体积分数、能见度的分析,并对模拟数据进行统计计算,得到了火灾到达危险的时间,即可用安全疏散时间(ASET)。同时运用日本手算法计算得出疏散的逃生时间,即必需安全疏散时间(RSET)。最终根据人员安全疏散的判断依据,对该模型建筑物的安全疏散问题进行了判定与讨论。本论文的研究结果可为高层建筑的防排烟设计、火灾烟气的有效控制、火场人员安全疏散和火灾的成功扑救提供了一定的理论指导与技术支持。
【关键词】：高层建筑火灾 烟气蔓延 温度 CO体积分数 能见度 人员安全疏散
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU998.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景12-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.2.1 高层建筑安全疏散设计研究14-15
• 1.2.2 烟气流动规律研究现状15
• 1.2.3 人员疏散及仿真研究现状15-16
• 1.3 高层建筑火灾特点16-18
• 1.4 主要研究内容和技术路线18-19
• 1.4.1 主要研究内容18
• 1.4.2 技术路线18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 高层建筑火灾中烟气的危害和火灾的动力学理论基础20-31
• 2.1 火灾中烟气的危害20-23
• 2.1.1 烟气的毒害性20-22
• 2.1.2 火灾烟气的减光性22-23
• 2.1.3 烟气的恐慌性23
• 2.2 火灾动力学理论基础23-30
• 2.2.1 火灾燃烧机理及燃烧条件23-24
• 2.2.2 火灾发展的基本过程24-26
• 2.2.3 火灾烟气流动蔓延理论26-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 FDS和Pyrosim介绍31-40
• 3.1 火灾模型31
• 3.2 FDS模拟软件介绍31-32
• 3.3 FDS模拟过程32
• 3.4 FDS基础理论32-38
• 3.4.1 FDS基本控制方程32-34
• 3.4.2 大涡模拟34
• 3.4.3 热辐射模型34-36
• 3.4.4 FDS燃烧模型36-37
• 3.4.5 热边界条件37-38
• 3.5 Pyrosim的介绍38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第四章 高层建筑火灾模拟方案设计40-46
• 4.1 高层建筑模型设计40-44
• 4.1.1 室外气象条件与排烟设施43
• 4.1.2 火源设置与网格划分43-44
• 4.2 高层建筑火灾人员安全疏散的几种临界条件44-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第五章 高层建筑典型功能区火灾风险分析46-68
• 5.1 全封闭房间仿真模拟分析46-48
• 5.2 开放式房间仿真模拟分析48-57
• 5.2.1 工况二房间内温度场特性分析50-53
• 5.2.2 工况二房间内CO的体积分数（浓度）分析53-54
• 5.2.3 工况二房间内能见度特性分析54-57
• 5.3 工况三走廊通道、楼梯口仿真模拟分析57-67
• 5.3.1 工况三温度场特性分析58-60
• 5.3.2 工况三烟气中CO体积分数变化分析60-63
• 5.3.3 工况三能见度特性分析63-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 人员安全疏散的计算和评估68-77
• 6.1 安全疏散的理论基础68-69
• 6.2 高层建筑火灾人员安全疏散的计算69-74
• 6.2.1 确定疏散人数69-70
• 6.2.2 确定火灾场景70
• 6.2.3 确定可用安全疏散时间（ASET）70-71
• 6.2.4 确定必须安全疏散时间（RSET）71-73
• 6.2.5 比较分析ASET和RSET73-74
• 6.3 人员安全疏散的途径74-76
• 6.3.1 利用高层建筑固定设施74-75
• 6.3.2 利用临时救援通道逃生75-76
• 6.4 本章小结76-77
• 第七章 结论与展望77-79
• 7.1 结论77
• 7.2 展望77-79
• 参考文献79-82
• 致谢82-83
• 作者简介83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 刘淑金;朱国庆;张磊;;基于Matlab层次分析法的建筑火灾人员安全疏散系统研究[J];安全与环境工程;2014年04期

2 张云明;;公众聚集场所火灾疏散性能化分析方法研究[J];中国安全生产科学技术;2011年10期

3 褚燕燕;张辉;杨锐;陈涛;;基于火源和疏散信息的建筑火灾烟气控制策略模拟[J];清华大学学报(自然科学版);2010年08期

4 胡浩;;某中庭式建筑火灾情况下人员疏散危险性分析[J];火灾科学;2006年01期

5 刘春玲,张哲,张振英;高层建筑火灾特点及防火设计要求[J];铁道建筑;2004年12期

6 严治军,刘方,李楠;建筑物火灾烟气流动性状预测[J];重庆建筑大学学报;2001年01期

7 何嘉鹏,王东方,王健,姜正良,鄢建平;高层建筑防烟空气幕设计参数的数学模型[J];应用科学学报;1999年03期

8 刘文利,熊洪,李晓东;地下商业街建筑人员疏散预测[J];火灾科学;1999年03期

9 袁理明,范维澄;建筑火灾中人员安全疏散时间的预测[J];自然灾害学报;1997年02期

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1 冯猛;室内火灾随机性研究[D];同济大学;2007年

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本文编号：407763