高层建筑防排烟方式数值模拟研究

【摘要】：现代建筑的多层多室、结构复杂的特征已使现行的《高层民用建筑设计防火规范》(下文简称“高规”)一定程度上失去了通用性,于是建筑“性能化”设计被逐步提上日程。性能化设计与以往传统设计方法最大差别在于它对症下药,根据建筑的具体特征进行防排烟设计,而这种设计的前提是必须预知建筑物发生火灾后,建筑内的温度和烟气浓度情况。 本文运用Fluent软件,采用VHS模型模拟火源,依据相关国家规范确定火源功率,通过编写UDF(用户自定义函数)来实现火源释热和产生烟气。模拟分析发生火灾后的高层建筑在自然排烟、机械正压送风防烟以及机械负压排烟三种排烟模式下的走廊温度和烟气浓度的变化情况,并对影响三种排烟模式排烟效果的因素做出分析。 通过对模拟结果的分析认为: 在火灾初期(火灾后120s内)自然排烟、机械送风防烟和机械排烟的排烟效果相差不大,但是在火灾后120s~240s时间段内,自然排烟的效果差于机械防烟和机械排烟,机械负压排烟的排烟效果最好。 自然排烟条件下,走廊的高度、室外风向以及季节均会对排烟效果造成很大的影响。走廊高度越高越有利于室内烟气排出室外;着火房间在迎风面时,室外风会造成烟气倒灌现象,着火房间在背风面的情况下,室外风会起到一定的防烟作用;自然排烟冬季的排烟效果要好于夏季。 机械排烟条件下,条形走廊中,在走廊长度≤30m的情况下,设置双排烟口在火灾发生120s内排烟效果优于设置单排烟口的情况,120s后设置单排烟口的排烟效果要优于设置双排烟口的情况;环形走廊中,将排烟口设置在走廊四角能够起到更好地排烟效果;排烟风机的机械排烟量越高越有利于室内烟气的排出,但从设备造价、能源消耗多方面考虑,结合“高规”相关要求,认为在可燃物为塑料、木质品的情况下,排烟量大于60m3/h即满足防排烟要求。