砖木结构古建筑（群）火灾模拟与风险预测研究

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1、分类号:TU25110710-2015228026专业硕士学位论文砖木结构古建筑（群）火灾模拟与风险预测研究王鹏飞导师姓名职称袁春燕副教授专业学位类别及申请学位级别工程硕士建筑与土木工程领域名称论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年6月1日学位授予单位长安大学TheResearchofHeritageBuildingonFireSimulationandRiskPredictionofBrickandTimberStructuresAThesisSubmittedfortheDegreeofMaste

2、rCandidate:WangPengfeiSupervisor:AssociateProf.YuanChunyanChang’anUniversity,Xi’an,China摘要古建筑作为中国传统文化和历史的重要载体，具有极为重要的研究价值和保护意义。近些年来，古建筑频频遭受火灾侵袭，大量建筑被付之一炬。积极开展对古建筑及其群落的防火研究是保护现存古建筑的重要途径。本文采用实地调研分析与火灾动力学FDS数值模拟相结合的方法开展研究工作。通过对古建筑（群）多次实地调研，在收集整理大量关于古建筑（群）相关信息数据的基础

3、上，选取韩城党家村贾祖祠及周边一定区域进行火灾动力学仿真模拟。系统梳理分析砖木结构体系古建筑火灾危险特性和演变规律。根据对韩城党家村内的火灾危险源识别、建筑信息的统计测量、木材材性的鉴别及火灾荷载的初步试算，结合火灾动力学中大涡模型、湍流辐射模型的基本原理，确定了三种不同的火灾场景模型。为保证模拟精确度，在三种不同着火点的火灾场景下，充分考虑建筑内外可燃物数量及分布，将易燃点、通风口等主控项目位置的设定与实际状况保持一致。通过分析建筑及区域内温度场、一氧化碳浓度、能见度及测点的风速等变化，探究砖木结构体系的古建筑火灾

4、发生机理及在设定最大热释放速率下的烟气状况、热辐射机理等。基于仿真模拟结果的分析，对单体建筑贾祖祠消防设施及火灾预警设备进行方案规划。同时以韩城党家村古民居建筑村落为研究对象，开展古建筑群落区域内的消防系统规划、技术分析及安全疏散路径的预测研究。从宏观上对整个党家村村落进行防火区域的三级划分、消防设备的规划布置以及区域内逃生疏散路径的规划和预测。消防技术分析可为党家村古建筑群落今后的防火保护、预测及规划提供借鉴，具有一定的实际工程指导意义。论文的相关研究，为古建筑防火研究提供定量化、可视化的参考依据，并为古建筑及群落

5、的防火研究提供可靠的研究方法、理论支撑。关键词：古建筑，火灾动力学，数值模拟，消防技术分析，逃生疏散论文类型：应用研究基金项目：国家自然科学基金（51608049）资助项目：砖木结构古建筑群火灾风险预测的时空信息模型化方法研究IAbstractAsanimportantcarrierofChinesetraditionalcultureandhistory,ancientarchitecturehasextremelyimportantresearchvalueandprotectionsignificance.In

6、recentyears,theancientbuildingshavefrequentlysubjectedtofiresandalargenumberofbuildingshavebeentorched.Therefore,activelydevelopingresearchonfirepreventionofancientbuildingsandtheircommunitiesisanimportantwaytoprotectexistingbuildings.Inthispaper,thecombinedmet

7、hodsoffieldinvestigationandanalysiswithFDSnumericalsimulationoffiredynamicsareadoptedtocarryoutresearch.Onthebasisofcollectingandsortingoutalargenumberofinformationaboutancientbuildings(groups),theselectionofJiazutempleandsomesurroundingareasinDangjiavillageofH

8、anchengCitywascarriedouttosimulatefiredynamicsthroughseveralfieldsurveysofancientbuildings(groups).Inthispaper,threedifferentfirescenemodelshavebeenidentifiedbyfollowingstep