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建筑物换气树生成技术研究及烟流预测软件的完善

韩武松  
【摘要】: 经过前人的不懈努力,王厚华、罗嘉陵等人开发出了建筑物烟气流动特性预测软件。将模拟计算数据对比国外数据,结果非常接近,软件的开发是成功的。但是火灾网络模型和软件仍然存在一些问题和缺陷。笔者在已取得的成果的基础上,对模型和软件作出了一些改进,使模型和软件更加完善,适用性更强。具体如下: 在深入了解图论原理和火灾网络模型的基础上,提出了建筑物换气树电脑自动生成的基本思想。构建了建筑物换气树的数学模型,并提出了求解方法。利用Matlab语言编制出了自动生成程序,实现了多层多室建筑物换气树的自动生成。通过实际算例验证了算法的正确性,证实了对换气树的生成是成功的。 对软件的改进和完善方面,在模型中添加了烟气中毒性气体CO模型,软件可计算各时刻节点的CO浓度,给出了火灾危险状态判据,软件可以判断任意节点是否处于危险状态。火灾发展过程在软件中的完善,轰燃条件的判断,并对应该引起重视的回燃现象做了分析。对火灾发展中烟气蔓延时的烟气层高度变化进行了研究,给出了烟气层高度变化的关系式,编制软件实现了烟气层高度变化的动态显示。对火灾网络模型的机械排烟量做了研究,并通过改进烟流预测软件得到模拟实现。在保证烟气层不下降到危害人员安全的高度下,对机械排烟量的大小做了分析和预测,提出了一种以保证人员安全疏散临界高度来设计排烟系统的性能化设计方法,嵌入烟流软件后可以计算各时刻的排烟量。 流量系数的改进、火灾热释放速率、墙体材料数据的建设以及通过对烟流预测软件的输入部分的改进,减轻了输入的工作量,为软件使用提供方便,降低了软件对使用者的专业技能要求。 通过对实体建筑物火灾实验和软件的模拟,对比发现计算结果和实验数据相当接近,证实了换气树生成是正确的、对软件的改进是成功的。 将改进后的烟流预测软件与安全疏散相结合,对一具体建筑物进行了安全性分析,实现对建筑物每个节点的人员安全疏散进行定量的判断和评价。对比分析结果,再次证实了对换气树的生成是正确的,对烟流预测软件的的改进是成功的。通过对烟流预测软件的输入部分的改进,减轻了输入的工作量,加快了应用软件的商业化过程。


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