基于fds模拟研究通风管道的设置对感温火灾探测的影响

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1、基于FDS模拟研宄通风管道的设置对感温火灾探测的影响谭双源（衡阳市消防支队，湖南，衡阳，421000）【摘要】火灾探测报警系统是建筑防火体系中的重要组成部分，它的准确报警将直接影响到火火的初期控制以及人员的有效疏散。开展对火灾探测的影响的研究对提高火火探测水平，提高建筑物的防火能力都具有十分重要的意义［1］。木文利用FDS火灾模拟软件，假定有焰燃烧模拟模型，选取了四组不同的通风管道宽度、三组不同的通风管道高度以及三组不同的梁高进行火灾模拟。分析比较火火模拟得到的温度数据，得到通风管道的设置对于感温火灾探测的影响规律。【关键词】通风管道；火灾探测；FDS；数值模拟1当前存在

2、的问题在一些人员密集，通风状况较差的建筑物内，设计者为了满足通风要求，往往会设置很多大型通风管道，而他们在设置这些通风管道时往往忽视了上部安装的火火探测器。倘若通风管道的体积过于庞大，或设置位置与火灾探测器过于接近，都可能会对火场烟气的流动蔓延和探测点温度的上升产牛.一定的影响［2］。2火灾烟气的数值模拟2.1模拟软件介绍FDS模拟软件是由美国国家标准局建筑火灾研究实验室开发的基于场模拟的火灾模拟软件，该软件采用先进的大涡流模拟技术，在时间和空间的预测上具有二阶精度，得到众多实例的验证，在建筑结构和火灾安全工程领域应用十分广泛［3］。2.2模拟模型的建立在每部分模拟中，只

3、对障碍物进行相关的数值变化，以保证模拟输出数值的可对比性，但空间结构的定义、网格的划分、模拟时间的设定、燃烧物和点火源的确定、以及描述的取值点都是不变的。2.2.1设置模拟的空间结构模拟空间一个长为20米，宽为2米，高3米的狭长走廊，走廊表面为不燃烧的混凝土材料，并II在走廊的右端开一宽1.6米，高2.2米的通风口，用来描述实际过程中开启的走廊门。描述语句为：&PDIMXBAR=20,YBAR=2,ZBAR=3/&MISCSURF_DEFAULT='CONCRETE7&VENTXB=20,20,0.2,1.8,0,2.2,SURFJD='OPEN7

4、2.2.2定义栅格单元尺寸栅格尺寸的设定是FDS计算过程中的一个重要环节。当栅格设置适当吋，不但能提高计算结果的精确度，而且能缩短计算时间，提高计算效率，达到事半功倍的0的［4］。本模型选用的长、宽和高方向的网格数量分别为200、20、30,网格尺寸为0.1m,如图2.1所示。图2.1模拟空间栅格划分示意图2.2.3模拟吋间的设定本文中综合考虑在尽量减小模拟吋间的同吋又达到预期的温度值，最终确定感温探测模拟的吋间为500秒，用语句&TIMETWFIN=500来描述。2.2.4燃烧物以及火源的确定本文中考虑到感温探测的主要影响因素为火场温度，故在进行燃烧物和火源设定

5、吋，设置了特定的燃烧物和火源，下面对这种设定进行说明：图2.2感温火灾探测模拟燃烧物燃烧示意图当着火建筑物内的温度达到报警温度阈值吋感温火灾探测就会报警，故在此类火灾探测系统中，温度是主导因素。本文中引用FDS燃料数据库里的UPHOLSTERY作为燃烧物，K组成为100%的涤纶，易于燃烧，且发热量较大，能较好的反映地毯火灾实际延烧过程，如图2.2所示。另外，在地毯的正中间描述一个点火源，名称为FIRE,热释放率为500kW/m2。程序中将其描述为：&SURFID='FIRE*,HRRPUA=500/2.2.5描述取值点图2.3探测点设置位置示意图本模型设置了一个温

6、度数据提取点，在沿X轴距离原点10米中点上，如图2.3所示。编程语句分别描述为：&THCPXYZ=10,l,2.9,QUANTITY=itemperature7温度提取点2.3模拟变量的取值和模拟次数的确定本文从无梁和有粱两种情况分别研宄通风管道对于感温火灾探测的影响。2.3.1无梁情况下变量取值图2.4无梁情况下空间模型示意图本文中选取的通风管道为建筑实例中最常用的矩形管道，将苏安装在走廊上部中央位置，如图2.4所示。参照通风管道设计手册，本文中选取的不同规格的通风管道如表2.1所示。表2.1无粱有通风管道的情况下，梁和通风管道的变量取值mm以上分析的是在无梁情

7、况下，不同规格通风管道的取值。那么在实际模拟的过程中，为了研究通风管道对火灾探测的影响，还需要引进一个参照量，本文中将它描述为无梁情况下，不设通风管道的情形，如图2.5所示。图2.5无梁情况下参照量示意图无梁情况下模拟的次数为：无梁情况下的火灾模拟次数=不同规格通风管道模拟12次4•无通风管道模拟1次，总共13次。2.3.2奋梁情况下变量取值图2.6奋梁情况下空间模型示意图本文中取了三种不同规格的梁，梁高分别为200mm，400mm,600mm。这样选取梁高是因为规范中指出：感烟火灾探测器的安装在梁高不大于200mm吋，可以忽