多功能高層建筑火災(zāi)煙流運(yùn)動(dòng)特性預(yù)測研究.pdf

1、建筑物火災(zāi)煙氣流動(dòng)性狀預(yù)測系統(tǒng)在前輩們不懈的努力之下逐漸趨于完善。在解決了軟件的收斂性問題之后,模型的計(jì)算節(jié)點(diǎn)目前將近達(dá)到一百個(gè)。送排風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化以及和疏散軟件的結(jié)合已基本完成了軟件在推向市場前的最后包裝,軟件已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)成熟的地步。煙流軟件本身已相對成熟,但其仍然只是單一的網(wǎng)絡(luò)模型,網(wǎng)絡(luò)模型本身的各種假設(shè)會(huì)使其應(yīng)用范圍受到很大的限制。主要假設(shè)為視所有控制體為一節(jié)點(diǎn)和煙氣與空氣瞬態(tài)混合,當(dāng)所有控制體體積相差不大時(shí),這種假設(shè)所造成的誤差

2、可以忽略,但目前的城市建筑逐漸趨向高層多室、功能繁雜,內(nèi)部控制體的體積相差甚遠(yuǎn),如某些多功能廳和會(huì)議室與客房體積相差幾十到上百倍,這時(shí)如果仍然假設(shè)煙氣的運(yùn)動(dòng)特性全部相同,計(jì)算結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重誤差,不能正確反映火災(zāi)時(shí)的全部特征。針對這種情況,在模擬復(fù)雜空間的火災(zāi)過程時(shí),對包含火源的受限空間和有特殊要求的空間應(yīng)用場模型,給出狀態(tài)參數(shù)的空間分布及其隨時(shí)間的變化;對相鄰的區(qū)域采用區(qū)域模型,構(gòu)造出控制體的狀態(tài)參量和高度變化的定解問題;最后,對于遠(yuǎn)

3、離火源的受限空間,視為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),應(yīng)用網(wǎng)模型,計(jì)算節(jié)點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)隨時(shí)間的變化。計(jì)算時(shí),各模型的計(jì)算結(jié)果可互為邊界條件。這樣就能充分發(fā)揮不同模型的功能,計(jì)算出火災(zāi)時(shí)所有關(guān)鍵參數(shù),又避免了單獨(dú)使用場模型計(jì)算代價(jià)高的缺點(diǎn),使經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性達(dá)到最高,以此建立場-區(qū)-網(wǎng)模型的連接平臺(tái),開發(fā)復(fù)合模型軟件運(yùn)行平臺(tái)。對于場-網(wǎng)復(fù)合模擬,可以事先通過場模擬和網(wǎng)絡(luò)模擬得到場、網(wǎng)接口空間的壓力分布,將接口面積劃分為有利于計(jì)算的多個(gè)區(qū)域,一般選擇豎直分布的水平

4、橫條,求解每個(gè)區(qū)域的壓力差,再通過計(jì)算和匯總,可以得到接口處的質(zhì)量流量和能量流量。模擬實(shí)例采用FLUENT場模擬軟件,對著火室進(jìn)行場模擬,研究參數(shù)的具體分布。計(jì)算可得到著火室開口面上各網(wǎng)格的速度值和溫度值,由此計(jì)算出著火室開口的流動(dòng)特性,作為下一步其他房間網(wǎng)絡(luò)模擬的邊界條件。最后將網(wǎng)絡(luò)模擬得到的大空間開口處的計(jì)算結(jié)果,作為其場模擬邊界條件,研究大空間節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)時(shí)的參數(shù)分布。最后,通過對一塔樓的實(shí)體實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證對控制體相差較大的建筑采用復(fù)合