《風環境下室內火災自然排煙過程與煙氣擴散規律研究》是依託中南大學，由易亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：風環境下室內火災自然排煙過程與煙氣擴散規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：易亮
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自然排煙基於建築結構特點和火災煙氣與環境空氣狀態差別，利用煙氣自身的驅動力將煙氣排出室外。自然排煙易受到環境條件改變的影響，在有環境風時，由於風壓的存在，排煙口與補氣口處壓力和氣體流動將發生變化，並影響室內煙氣的擴散過程。本項目將採用理論分析、數值模擬以及模型實驗研究相結合的方法對有風條件下的室內火災自然排煙和煙氣擴散規律開展研究。通過分析環境風對室內火災煙氣擴散和自然排煙的影響機理，模擬、測量環境風作用下建築內外壓力、排煙口處以及室內溫度、流速的場分布，獲得通風、排煙口氣體流率隨環境風和火源、建築幾何條件變化的量化規律，提出在有風條件下提高排煙口排煙速率和自然排煙效率的方法以及典型建築結構環境風對室內煙氣蔓延影響程度的評價準則。項目研究成果可為室內火災模型發展、建築防排煙系統的設計以及相關規範的完善提供支持。
結題摘要
項目採用理論分析、數值模擬以及模型實驗研究相結合的方法對有風條件下的室內火災自然排煙和煙氣擴散規律開展了研究。利用CFD軟體對單室和多室火災條件下的室內外壓力分布以及煙氣流動擴散規律開展了數值模擬研究。建立了環境風條件下的室內火災自然排煙模型實驗平台，採用雷射片光和BN顆粒示蹤技術，對環境風下的室內火災自然排煙過程進行了可視化實驗，利用圖像處理技術對實驗結果進行分析比較，對單室火災下影響自然排煙效果的因素展開了探討。數值模擬和模型試驗結果表明：對於單室火災，迎風-背風通風口組合下，補氣口與排煙口之間的壓差與環境風速的關係可用多項式擬合曲線來表示，其壓差值隨風速的增大呈拋物線增長。逐步增大排煙口面積時，壓差值與煙氣排放量均增加，對自然排煙促進作用越顯著；逐步增大補氣口面積，壓差值與煙氣排放量均減小，自然排煙效果較差。當環境風速大於2m/s後，煙氣流動均過渡到風壓主導控制型。房間長度增加，改變開口大小對其排煙效果的影響更明顯。迎風-側風通風口組合下，煙氣排放量隨環境風速增加而小幅增加。背風-側風通風口組合下，流動為熱壓主導控制型，側風面開口為排煙口，風壓作用對其影響最小，其自然排煙效果最差。頂棚排煙時，排煙口流速呈現如下變化趨勢：YH組合>BH組合>CH組合。對於廊室結構火災，無環境風或環境風速較小時，火災向其它房間蔓延，走廊與其它房間煙氣分層明顯；當環境風較大時，煙氣分層逐漸減弱，最終失效。建築窗孔面積大小會對建築內煙氣的蔓延產生影響。增大窗孔面積，加速了煙氣排放速率，抑制煙氣向其他房間蔓延，走道內層化現象減弱。同樣室外風速與火源位置下，當排煙視窗位於頂棚時，排煙效果更優，走廊煙氣層高度更高。項目的研究成果可為室內火災模型發展、建築防排煙系統的設計以及相關規範的完善提供支持。
