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2.1.2 火灾燃烧的特性参数 8
2.2 烟气流动理论 9
2.2.1 火灾烟气流动 9
2.2.2 烟气的物理特性和其危害 10
2.2.3 烟气流动及蔓延过程分析 13
第三章 FDS数值模拟的理论和方法 16
3.1 FDS软件简介 16
3.2 数值模拟的理论基础 17
3.2.1 基本控制方程 17
1.1.2 湍流模型 18
3.2.2 辐射模型 19
3.2.3 燃烧模型 20
3.2.4 水喷淋模型理论 21
3.3 数值模拟模型的建立 23
3.3.1 网格的划分 23
3.3.2 边界条件的设置 24
3.3.3 确定火源的位置和模拟时间 24
3.3.4 定义排烟口参数设计 25
3.3.5 喷淋系统中喷头的选择 26
3.3.6 火灾场景模拟方案 28
3.3.7 定义输出文件 28
第四章 排烟口设计对火灾影响的模拟研究 30
4.1 建筑模型介绍 30
4.2 排烟口的设置对火场环境的影响效果模拟 30
4.2.1 不同排烟口位置对烟气层的影响分析 30
4.2.2 不同排烟口高度和速率对烟气层的影响分析 33
4.3 排烟口的设置对喷淋响应时间影响的模拟 36
4.3.1 不同排烟口高度下喷头的响应时间 36
4.3.2 不同排烟速度下喷头的响应时间 37
第五章 结论和展望 40
5.1 结论 40
5.2 展望 40
参考文献 42
致谢 44
第一章 绪论
1.1 背景和目的意义
1.1.1 建筑物火灾现状和特点
火灾中燃烧可燃物所产生的烟气，不但会严重降低火场当中的能见度，对人员疏散及灭火救援行动产生严重影响；而且所产生的烟气中不仅存在高温会对人呼吸系统的影响，更是含有有毒组分，直接威胁人们生命安全，所以烟气是建筑火灾中导致重大人员伤亡的主要因素之一，以至于制定合理的防排烟措施对于控制烟气扩散、保护生命财产安全和减少火灾时的人员伤亡是非常必要的。
在国内外也有大量统计数据表明：在2014年全国全年接报火灾就有39.5万起，而其中死亡人数达1817人，受伤达1493人，其中因烟气伤亡的有418人，占23%。从2000~2003年，光是高层建筑火灾的四年伤亡人数就是6302人，而其中烟气伤亡就有3932人，占其62.4%[1]。国外的比重更为严重，据日本、英国火灾伤亡人数统计数据资料分析：因烟熏致死的人数就高达78.9%[2]。如：美国米高达饭店火灾中有79.8%被烟气熏死；日本“千日”百货大厦火灾死亡人数118人，当中就因烟气死亡有93人，约为总死亡人数的80%；纽约威斯塔哥高层大楼火灾中[3]，竟然有125名消防人被熏到。所以烟和毒气是火灾中引起人员重大伤亡的重要因素之一，特别是各种高分子结构制品和易燃、易分解的装饰材料在建筑中大量的应用，一旦发生火灾，就将会产生大量的烟气和有毒气体，危害更大。
我国目前现有规范，如GB50016—2014《建筑设计防火规范》对建筑中的防排烟方式做了比较详细的规定。如在排烟设计时，关于排烟口排烟速率《建规》仅仅只规定“排烟口的风速不宜大于 10 m/ s ” 而已。但对排烟口距顶部的高度、排烟口布置位置等参数未进行明确规定。因而在实际工程设计中，排烟的高度和位置布置的随意性较大[4]。工程中常见较大排烟量的排烟口也会因结构限制将位置降低，有些工程甚至底边低于疏散指示灯的高度，虽然规范中并没有规定排烟口的最低高度不能低于视线以下，但将其人为地引至视线以下，这明显不利于人员疏散和逃生[5]；如在某地铁站中也存在着不合理的设计：将排烟口设置在比悬空吊顶矮的高度，如果火灾时排烟口下方的烟气层厚度不够，烟气就会积蓄在吊顶上方，进而不能将其烟气有效排出，减少其危害。