中庭建筑機械排煙的數(shù)值模擬研究.pdf

1、相對于傳統(tǒng)的建筑而言，中庭建筑的最大特點是具有1個或多個在豎直方向上連續(xù)貫通數(shù)層的封頂?shù)拇笮凸蚕砜臻g。一旦中庭內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，煙氣將在中庭內(nèi)迅速蔓延并擴展到與之相連的其它各樓層。
　　 現(xiàn)有《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《上海市民用建筑防排煙技術(shù)規(guī)程》分別采用單位體積指標法和假設(shè)排煙量等于煙氣產(chǎn)生量的方法確定中庭的排煙量。然而，火災(zāi)時煙氣以及有害因素的分布和變化規(guī)律尚不清楚，采用此兩種方法確定的排煙量是能否滿足人員安全疏散要求值得懷

2、疑。
　　 因其局限性，現(xiàn)有方法無法滿足現(xiàn)有建筑的排煙設(shè)計要求。因此，研究中庭火災(zāi)中煙氣的運動規(guī)律，以及有害因素的分布和變化規(guī)律，尋求更加高效合理的防排煙方案是本課題研究擬解決的關(guān)鍵問題。
　　 本文對機械排煙系統(tǒng)的研究中主要是依靠使用FDS進行大渦模擬(LES)的數(shù)值預(yù)測。為了使模擬結(jié)果更具可信性，結(jié)合文獻中的實驗數(shù)據(jù)，分別研究了網(wǎng)格密度、Cs和Prt分別對溫度場和速度場的模擬預(yù)測結(jié)果的影響;并對D*/σx使用范圍的進

3、行了優(yōu)化，指出了溫度場、速度場對Cs和Prt的依賴性，為后面的機械排煙設(shè)計的研究打下了基礎(chǔ)。
　　 已有的防排煙設(shè)計規(guī)范中并未對防排煙系統(tǒng)提出的具體的設(shè)計要求，沒有一個對防排煙系統(tǒng)設(shè)計的評價標準。針對這一問題，從人員逃生的角度考慮，提出了包括煙氣溫度、CO體積濃度、CO2體積濃度、O2體積濃度和能見度的安全疏散判據(jù)的具體指標，這為防排煙系統(tǒng)的設(shè)計提供了一個具體的目標和評價標準。通過對火源面積、火源釋熱率和火源位置三個因素的考察，

4、在無排煙系統(tǒng)的工況下，了解了火災(zāi)的自然發(fā)展過程，各個安全疏散判據(jù)的變化規(guī)律。根據(jù)安全疏散判據(jù)的變化規(guī)律和指標，本文首次提出了最佳開啟時間的概念。借鑒了上海地方標準的方法，提出了根據(jù)燃燒產(chǎn)物估算排煙量的方法。在確定了排煙量和排煙系統(tǒng)開啟時間設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，研究了這兩個因素對排煙系統(tǒng)的影響，指出了國家標準和上海地方標準對排煙量計算的不適用性，給出了所研究算例的最佳開啟時間和排煙量。
　　 最后，本文以建筑防火的性能化設(shè)計為基礎(chǔ)，提