高层建筑火灾烟气蔓延规律的研究

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1、中北大学学位论文高层建筑火灾烟气蔓延规律的研究摘要火灾是最普遍、最经常地威胁社会发展和和公众安全的主要灾害之一。随着世界经济的快速发展以及城市人口的不断增加，高层建筑逐渐成为现代社会发展的一种必然趋势。由于高层建筑结构复杂、使用功能多样性等特点，导致一旦发生高层建筑火灾，造成的人员死亡人数、受伤人数以及直接经济损失是巨大的。因此，研究高层建筑火灾烟气的蔓延规律，是预防高层建筑火灾发生以及进行人员安全疏散的关键。火灾数值模拟研究是目前火灾科学研究的重要方法。本文分析了火灾场景设置的相关理论。以杭州某高层建筑为研究对象，设计了建筑火灾模拟所需的各种参数。借助和应用国内外高层建筑火灾

2、的理论研究以及实验成果，使用美国国家标准以及其技术研究院NIST（NationalInstituteofStandardsandTechnology）开发的用于火灾的模拟软件：PyroSim（ThunderheadEngineeeringPyroSim）软件、火灾动态模拟仿真软件FDS（FireDynamicsSimulator）以及可视化软件Smokeview进行高层建筑火灾烟气蔓延规律的研究。本文针对三种不同工况进行数值模拟，分别是全封闭房间火灾模拟、开启进风房间火灾模拟、开启进风房间火灾发生后，走廊、楼梯口的模拟分析。火灾模拟中主要考查五项：烟气的蔓延情况、热值变化情况、

3、模拟区域CO的体积分数、模拟区域温度场的分布情况、模拟区域可见度的分析。根据不同工况模拟的结果，进行了模拟分析、数据统计和曲线拟合，得出了建筑火灾烟气蔓延规律。研究结果为高层建筑火灾烟气的有效控制、防排烟设计、火场人员安全疏散以及火灾扑救提供了一定的理论指导和技术支持。关键词：高层建筑火灾；数值模拟；CO体积分数；温度；可见度中北大学学位论文AStudyontheSmokeMovementPatternintheHigh-riseBuildingFireABSTRACTFireisoneofthemostcommonandfrequentlythreattosocialdeve

4、lopmentandpublicsafety.Withtherapiddevelopmentofworldeconomyandtheincreasingofurbanpopulation,thehigh-risebuildinggraduallybecomeaninevitabletrendofthedevelopmentofmodernsociety.High-risebuildingsfireisdifferentfromotherformsbecauseofthecomplexstructureanddiversityfunctionofhigh-risebuilding

5、s.Therefore,theresearchonthesmokemovementpatterninthehigh-riseisthekeytoeffectivelypreventthehigh-risebuildingfiredisasterandconductpersonnelsafetyevacuationplan.Firenumericalsimulationresearchisthebasicmethodofmodernfirescienceresearch.Thispaperaboutfirescenariosettingwasanalyzed.Takingahig

6、h-risebuildinginhangzhouastheresearchobject,theparametersrequiredfordesignofbuildingfiresimulation.Thispaperstudysthesmokemovemantpatterninthehigh-risebuildingfire.Thispaperappliesthedomesticandforeigntheoretialresearchandexperimentalachievementsofthehigh-risebuildingfire,andintroducingtheUn

7、itedStatesNationalInstituteofStandardsandTechnologyNIST(NationalInstituteofStandardsandTechnology)developedforthesimulationsoftwareoftheFire:PyroSim(ThunderheadEngineeeringPyroSim)dynamicsimulationsoftware,FiresimulationsoftwareFDS(FireDynamicsSimu