机械通风和细水雾对地下停车库火灾轰燃的抑制作用

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1、机械通风和细水雾对地下停车库火灾轰燃的抑制作用StudyonControlEffectofMechanicalVentilationandWaterMistinUndergroundGarages研究生：宋健指导教师：张培红教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文机械通风和细水雾对地下停车库火灾轰燃的抑制作用作者姓名：宋健入学年份：2013年9月指导教师：张培红教授学科专业：供热、供燃气、申请学位：工学硕士通风及空调工程所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年

2、12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：关雁鸣答辩委员会组成：关雁鸣张晓明王子彪郭海丰李刚论文评阅人：郭海丰林秀丽声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：2015年12月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许

3、论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：2016年1月日期：2016年1月硕士研究生学位论文摘要I摘要汽车在方便人们出行，提高生活品质的同时停车位紧张已经成为城市发展亟需治理的社会焦点问题。合理的利用地下空间建设停车场可有效解决城市停车困难与土地资源紧张的矛盾。目前我国越来越重视地下空间的利用，地下车库的发展也非常迅速。随着技术的发

4、展地下车库的空间结构日益复杂，单体面积也不断增大，对地下车库抑制火灾方法的改进要求也日益提高。作为一种新型环保的灭火技术，细水雾灭火技术的研究具有十分重要的意义。本文以东北大学地下工程火灾实验室为原型，利用FDS火灾动力学模拟软件对细水雾抑制轰燃作用进行数值模拟，并结合实验数据进行对比分析。结果表明：FDS数值模型计算结果与实验中对应测点温度曲线吻合性良好，模型及模拟方法可采信度较高，可以推广至其他火灾场景中特征参数的计算与获取。模拟结果显示，模拟结果显示，地下受限空间通风受到制约的情况下，火灾发生后有游走火的出现；利用火灾动力学软件FDS建立双区域模型进行数值计算是合理的：

5、地下空间在高度方向可分为上部高温热烟气层以及低温冷空气区；在水平方向上，以火焰燃烧区为中心温度曲线呈成对称分布：随着与火源距离的增加，空间环境温度大幅下降。通过分析橡胶的材料燃烧特性，以及燃料表面温度和所处空间的辐射热通量的变化，当橡胶被引燃时热烟气层平均温度以及该空间接受的辐射热通量均满足轰燃发生的临界条件。通过FDS火灾动力学模拟软件对模型尺寸为106m42m7m的某商场地下两层停车库的火灾演化过程进行数值模拟，分析在复杂的地下受限建筑环境中，烟气层及火场空间温度的分布及变化规律。烟气层及火场空间温度的分布及变化规律，并通过分析火场不同高度方向上的等温图，对火场进行合

6、理分区，为火灾损伤评估提供数据支持。。在本文设置的工况下机械通风未能有效抑制轰燃的发生，但显著降低了火源热释放速率以及烟气层的平均温度。补风时氧气的进入会加剧燃烧反应。火场在高度方向上有明显的温度分层现象，可划分为高温热烟气区以及冷空气区；水平方向上可以将火场划分火焰区、中温区和冷空气区。利用相同模型对比有无细水雾灭火系统作用下火灾空间温度场的分布及变化，分析细水雾对地下车库火灾轰燃的抑制作用。细水雾作用压力为10MPa，流量为15L/min，喷射角度为20°～70°，细水雾液滴直径为300µm，雾滴的初速度为20m/s。在本文设置的工况下细水雾有效的抑制了轰燃的发生，不仅降

7、低了火源的热释放速率以及火源表面温度，并且有效的降低了烟气层的热量，将热烟气层的平均温度控制在400℃以下，阻止了火势的蔓延。细水雾对空间流场的扰动促进了流场内各区域的湍动，加强了各区域间的热交换，使温度随时间变化曲线出现大幅波动但仍有明显的分层现象，同时细水雾可以有效的隔绝热辐射，防止与火源相邻的可燃物被高温热辐射引燃。关键词：地下车库火灾；轰燃；细水雾；温度场；数值模拟II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractCarconvenientforpeopletot