大空间建筑火灾火源位置对温度场的影响-论文.pdf

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1、嚼臻鬻鞲大空间建筑火灾火源位置对温度场的影响倪建生，杜咏，谢超(南京工业大学土木工程学院，江苏南京210009)摘要：为了进一步完善大空间建筑火灾烟气升温计算公靠近或远离墙壁以及建筑平面的不对称性将会导致火羽式的适用范围，采用FDS模拟在不同平面长宽比、火源功率和流卷吸空气的量有所不同，同时火苗沿墙壁的攀爬效应建筑高度的火灾场景中，火源移动时烟气温度分布的变化规也会影响烟气温度分布。根据论文《基于性能化的商业律。结果得出，公式对于建筑面积和火源功率较大、平面长宽建筑中庭防火分析研究》，进一步探讨是否存在一个几何比大于3的建筑空间不适用；

2、当火源在一个几何临界范围内移临界范围，当火源移动超过这个范围时，文献[4]的大空动时，大空间建筑升温计算公式是适用的；这个几何临界范围间、建筑火灾烟气升温公式就不再适用，应加以修正。会受到建筑高度的影响。1大空间建筑的火灾场景设计关键词：大空间建筑；火源位置；长宽比；温度场在火灾中，烟气的升温过程，即向结构构件传递能量中图分类号：X913．4，TK121文献标志码：A过程，能量源就是可燃物质在燃烧过程中释放的热量。文章编号：l009—0029(2014)05—0477—03因此，火焰功率Q是决定释放热量大小的一个十分重要的因素。根据NI

3、STIR5516将火源功率Q划分为2Mw近年来大空间建筑在我国得到了广泛的发展，其结的小功率火源，5Mw的中功率火源和25Mw的大功率构抗火设计也越来越受到人们的重视。然而，我国原有火源。火源功率从火灾发生达到稳定的释放功率有一个防火规范已无法满足该类建筑的消防设计要求，采用性增长过程，根据火灾实验和真实火灾统计资料，笔者选择能化结构抗火设计方法评价大空间建筑结构的抗火性能a增长型，火灾系数a按快速平方火取0．0469。由于是今后的发展趋势。烟气温度场作为结构构件升温的一侧壁和顶棚的限制，随着火源位置变化，侧壁对室内火灾种“能量输入”，

4、其准确与否关系到性能化结构抗火设计羽流流动的影响也不相同，首先变化火源位置以及建筑的可行性。平面长宽比(见图2、图3)，观察壁面对烟气温度的影响。对于大空间建筑火灾中的温度场，一般通过软件模为了忽略建筑面积对烟气温度的影响，取地面面积超过拟可以得到。同济大学对其做过大量数值模拟，并根据2500In。。建筑高度按文献取6、12、20ITI，墙壁四周居中影响因素对数值结果进行拟合，得到大空间烟气升温简D化公式，并被CECS200—2006~建筑钢结构抗火规范》采用。但其模拟的火灾场景的火源位置都处于建筑地面几何中心，并且建筑平面都比较对称(

5、长宽比≤2)，虽然中心火源的模拟结果(见图1所示)的确能够代表大多数火灾情况，但也存在一定的局限性。图2建筑平面及火源位置图COD图1空间高度z处水平面上的温度分布m实际火灾中，火源并非始终在建筑平面的中心位置，图3建筑剖面和顶棚温度测点示意图基金项目：国家自然科学基金资助项目(51378259)477消防科学与技术2014年5月第33卷第5期自地面设置10m(长)×2m(高)通风口。根据火灾统计值，观察三者的温度变化情况，与公式的最高温Tm一资料，大部分真实火灾大约持续2h燃烧时间。采用火+2O比较。灾动力学软件FDS进行火灾模拟。表

6、2不同长宽比及火源位置下的火灾场景设计2平面长宽比对火灾温度场的影响编号长宽比R火源位置建筑高度H／m火源功率Q／MW表1设计的火灾场景主要分析建筑平面长宽比R对FR】1．0FR21．51～20205烟气升温的影响，选取距火源中心垂直高度6m处温度FR33．0一时间(T一￡)曲线进行比较。表1不同长宽EE下的火灾场景设计如图5、图6所示，当火源越来越靠近角壁时，测点编号长宽比R火源功率Q／MW建筑高度H／mA20的温度越来越高，测点O。的温度越来越低，测点Fl1．0F20温度与文献[4]中确定的丁m较接近，这一阶段丁mFa21．55计算

7、值是适用的。而当火源位置距离壁面很近且达到一F一33．06个临界时，由于受到火焰与壁面的相互作用，使得三处测Fb一11．0点的温度发生突然增大的趋势。由于’坝4点A。。与测点F。Fb一21．525离壁面很近，所以温度的增加较测点O。明显。在未达到Fb33．0火源移动范围临界值时，顶棚最大温度一直出现在火源由图4可以看出，烟气温度与火源功率成正比，并且中心点正上方测点F。；当火源接近角壁时，壁面的反馈功率越大，烟气温度的跳动幅度也越大。作用较强，屋面与壁面交界处测点A。。的温度将超过火源对比火灾场景F～F一。与F一～F一。在1号火源中心点

8、正上方的温度，成为最大值。通过分析数据分析，位置时顶部测点温度一时间曲线。可以发现，当火灾功建议当火源位置距离壁面为OD的3／40时，公式不再适率为5MW时，火焰燃烧时卷吸的空气量足够，测点温度用；当火源位