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阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间正压通风CFD模拟研究

作　者: 王麒蘅
导　师: 卢国斌
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 数值模拟高层建筑烟气火灾疏散楼梯间正压通风
分类号: TU976.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 21次
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内容摘要

阜新皮革基地是我市引进的重点项目，是拉动阜新经济的重要产业支柱，政府领导对项目高度重视，对项目审核，建设，和验收高度关注，阜新皮革基地职工综合楼是该项目中重点建筑，该楼集商场、酒店、公寓于一体地下两层、地上17层的高层建筑，建筑结构复杂，功能齐全，消防设计严格。阜新皮革基地职工综合楼投入使用后，生活区人员密集，一旦发生火灾时，疏散楼梯间将成为主要的逃生通道。经统计在火灾中造成死亡的，90%的死亡是因为火灾中产生的烟气造成的，所以本论文主要研究当发生火灾时，阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间在各种情况下的排烟情况，选择一种最适合，排烟速度最快，最能保障人员疏散的排烟方式。是本论文的研究方向。使用正压通风技术是楼梯间烟气排放控制的最新技术。火灾时楼梯间正压通风是否得当，将直接影响到火灾中楼内逃生人员的生存几率和为消防救援赢得时间。本论文深入分析了影响阜新皮革基地职工综合楼烟气蔓延流动的因素，其中包括烟囱效应、自然风、热膨胀、浮力、空调系统以及电梯活塞效应等，在探讨了现有的烟气控制措施的原理和方法后。在国外实体实验的基础上，采用成熟的火灾模拟软件FDS评估阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间在火灾中正压通风的各项指标。当参考疏散楼梯间正压通风的在原建筑物进行的实体实验，使用FDS辅助建模软件Pyrosim建立了疏散楼梯间和起火楼层的3D模型，通过改变着火源参数，得到疏散楼梯间受烟气侵袭后的虚拟环境。在此基础上，最后设置了四种正压通风方式，通过进行一系列的FDS实验，来分析四种正压通风方式的有效性，比较后得出最佳的正压通风方式。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-13
1. 绪论  13-24
  1.1 研究的背景及意义  13-15
  1.2 高层建筑的发展近况和安全情况分析  15-17
    1.2.1 我国高层建筑的概念  15
    1.2.2 在我国高层建筑的发展近况  15
    1.2.3 我国高层建筑的火灾事故统计情况  15-16
    1.2.4 高层建筑的火灾特点  16-17
  1.3 高层建筑火灾中产生的烟气  17-19
    1.3.1 高层建筑火灾产生烟气的危害  17-18
    1.3.2 国际国内高层烟气火灾的统计数据与案例  18-19
  1.4 高层建筑内正压通风技术的发展与现状  19-23
    1.4.1 高层建筑内正压通风技术的发展  19-21
    1.4.2 国际上高层内正压通风技术的研究现状  21-22
    1.4.3 在高层建筑中正压通风的应用  22-23
  1.5 本论文的研究内容与方法  23-24
    1.5.1 本论文研究内容包括  23
    1.5.2 本论文研究方法包括  23-24
2. 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间正压通风技术的研究基础  24-38
  2.1 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间中烟气运动的影响因素  24-29
    2.1.1 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间产生烟囱效应  24-26
    2.1.2 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间产生浮力效应  26
    2.1.3 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间产生热膨胀效应  26-27
    2.1.4 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间产生自然风效应  27-29
    2.1.5 空调系统效应  29
    2.1.6 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间产生电梯活塞效应  29
  2.2 高层建筑现有的烟气控制系统  29-38
    2.2.1 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间中的自然式烟控系统  30-32
    2.2.2 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间中的机械式烟控系统  32-38
3. 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间火灾模拟的 CFD 理论基础  38-42
  3.1 计算流体力学简介  38
  3.2 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间火灾模拟所使用的控制方程  38-39
  3.3 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间火灾模拟软件 FDS 与 Pyrosim  39-41
    3.3.1 火灾模拟软件 FDS  39-40
    3.3.2 Pyrosim 介绍  40-41
  3.4 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间火灾模拟的流程  41-42
4. 阜新皮革基地职工综合楼火灾烟气扩散模拟  42-58
  4.1 楼梯间正压通风的实体实验简述  42-48
    4.1.1 火灾荷载  45-46
    4.1.2 风机配置  46-47
    4.1.3 测试仪器布置  47-48
  4.2 楼梯间模型构建与参数设置  48-52
    4.2.1 楼梯间模型构建  48-51
    4.2.2 网格划分  51
    4.2.3 阜新皮革基地职工综合楼假设条件与边界参数设置  51-52
    4.2.4 阜新皮革基地职工综合楼火源和起火空间  52
  4.3 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间自然状态下的火灾烟气扩散模拟  52-57
    4.3.1 疏散楼梯间中火灾烟气的流动过程  52-53
    4.3.2 疏散楼梯间中一氧化碳的浓度分布  53-54
    4.3.3 疏散楼梯间的气体温度分布  54-55
    4.3.4 气体在疏散楼梯间的流动速度  55-56
    4.3.5 气体在疏散楼梯间的压力分布  56-57
    4.3.6 一氧化碳浓度在测点处的变化曲线  57
  4.4 阜新皮革基地职工综合实验结果分析  57-58
5. 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间正压通风效果模拟  58-82
  5.1 皮革基地职工综合楼疏散楼梯间正压通风方式 1 的性能模拟  60-65
    5.1.1 火灾烟气在疏散楼梯间的流动过程  60
    5.1.2 一氧化碳在疏散楼梯间的浓度分布  60-61
    5.1.3 气体温度在疏散楼梯间的分布  61-62
    5.1.4 气体在疏散楼梯间的流动速度  62-63
    5.1.5 气体在疏散楼梯间的压力分布  63-64
    5.1.6 一氧化碳浓度在测点处的变化曲线  64-65
  5.2 皮革基地职工综合楼疏散楼梯间正压通风方式 2 的性能模拟  65-70
    5.2.1 火灾烟气在楼梯间的流动过程  65
    5.2.2 一氧化碳在疏散楼梯间的浓度分布  65-66
    5.2.3 气体在疏散楼梯间的温度分布  66-67
    5.2.4 气体在疏散楼梯间的流动速度  67-68
    5.2.5 气体在疏散楼梯间的压力分布  68-69
    5.2.6 一氧化碳在测点处的浓度变化曲线  69-70
  5.3 皮革基地职工综合楼疏散楼梯间正压通风方式 3 的性能模拟  70-75
    5.3.1 火灾烟气在楼梯间的流动过程  70
    5.3.2 一氧化碳在疏散楼梯间的浓度分布  70-71
    5.3.3 气体在疏散楼梯间的温度分布  71-72
    5.3.4 气体在疏散楼梯间的流动速度  72-73
    5.3.5 气体在疏散楼梯间的压力分布  73-74
    5.3.6 一氧化碳在测点处的浓度变化曲线  74-75
  5.4 皮革基地职工综合楼疏散楼梯间正压通风方式 4 的性能模拟  75-80
    5.4.1 火灾烟气在楼梯间的流动过程  75
    5.4.2 一氧化碳在疏散楼梯间的浓度分布  75-76
    5.4.3 气体在疏散楼梯间的温度分布  76-77
    5.4.4 气体在疏散楼梯间的流动速度  77-78
    5.4.5 气体在疏散楼梯间的压力分布  78-79
    5.4.6 一氧化碳在测点处的浓度变化曲线  79-80
  5.5 皮革基地职工综合楼疏散楼梯间模拟结果分析  80-82
6. 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间得到的结论和展望  82-84
  6.1 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间研究结论  82
  6.2 阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间研究展望  82-84
参考文献  84-87
作者简历  87-89
学位论文数据集  89-90

阜新皮革基地职工综合楼疏散楼梯间正压通风CFD模拟研究

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