建筑防火性能化设计与评估及其科学与技术基础(ppt_79).ppt

* 实际大空间中会存在一些可燃物聚集的区域，火灾荷载密度较大，需根据可燃物的空间分布特性对危险源进行进一步辨识，考虑其发生火灾后的热释放速率和火灾蔓延情况。 大空间内火灾热释放速率 地点 火源面积 （m2） 等效直径 （m） 火灾增长因子a（kW/s2） 可燃物全部被引燃时间（s） 最大热释放速率（MW） 二层 商亭 4×4 4 0.088 333 9.76 行李堆 3×2 2.4 0.04689 200 1.88 办票台 7.5×4 5.2 0.01127 433 2.12 夹层（行李） 1.8×1.6 1.7 0.04689 142 0.95 一层（行李堆） 3×2 2.4 0.04689 200 1.88 大空间火灾热释放速率 火灾危害性评估 * 比较大空间内烟气运动的全尺寸模拟实验与计算机模拟结果：提出和验证多空间区域模拟方法在计算大空间烟气运动特性方面的合理性。 研究新航站楼内不同火灾场景下，烟气的运动特性和排烟位置及速率对烟气运动的影响。 对火灾动力学演化进行场模拟。 根据计算得到的火灾功率、火焰高度、烟气的温度，分析对钢结构的保护途径。 火灾危害性评估 * 大空间火灾实验厅 火灾危害性评估 * 自然填充过程中的火源情况 机械排烟实验情况 自然排烟实验情况图 火灾危害性评估 * 扁平型大空间中火灾烟气的发展趋势 1 2 3 4 5 6 7 8 9 大空间区域模拟中的多个子空间的划分示意图 火灾危害性评估 * a. 火源功率10MW 二层大厅自然填充下烟气层高度的模拟计算结果 b. 火源功率 40MW 火灾危害性评估 * 钢结构保护 * 根据火灾动力学计算结果，烟气层到达钢网架屋盖系统时烟气平均温度低于100℃，局部最高温度也远小于钢结构的耐火极限温度538℃ —— 屋盖钢网架不需要进行防火保护。 新航站楼用钢量 用钢量（吨） 单位面积用钢量（kg/m2） 钢桁架及支柱 2639 52.4 屋面次梁 1134 22.5 支撑系统 307 6.1 合计 4080 81.0 五、结束语 性能化防火设计的思想和方法对中国现行的建筑防火审核方式是一次较大的冲击。对一些现行的处方式规范难以做出规定的大型建筑项目，可以采用性能化防火设计方法予以解决； * 五、结束语 加强性能化防火设计方法基础性研究，包括实验研究和数值模拟研究。同时尽快开发符合我国国情的性能化防火设计规范及工程设计指南； * 五、结束语 大量培养专业的消防安全工程师，确定具有进行性能化防火设计资格和能力的大专院校、科研机构从事性能化防火设计、评估工作；对工程项目进行性能化防火设计的结果，应组织相应的、具备法定条件的机构进行审核 相关科研单位应在国家有关部门的组织领导下，加强合作，就性能化防火设计研究中的关键技术问题协力攻关 * * 谢 谢 大 家 * * 3 热释放速率的实验测试方法 基于氧消耗原理的测试方法 氧消耗原理是指大多数固体材料完全燃烧每消耗一单位质量的氧气所释放的热量基本相同（13.1±0.05 MJ/kg O2） * 热释放速率的实验测试方法 锥形量热计 * 热释放速率的实验测试方法 锥形量热计实验原理 * 热释放速率的实验测试方法 大型基于氧消耗原理的测试装置 * 热释放速率的实验测试方法 小汽车火灾热释放速率测试结果 * 热释放速率的实验测试方法 家具火灾热释放速率测试结果 * 热释放速率的实验测试方法 基于质量损失速率原理的测试方法 * 热释放速率的实验测试方法 房间木垛火灾热释放速率测试结果 * 主要结论 火灾过程中火源的热释放速率是评价火灾危险性的重要参数，也是进行火灾模拟研究的基础参数。在实际建筑（包括工业建筑）火灾中，可燃物种类繁多如木材、塑料、纺织品、橡胶、油品等，多数火灾往往是上述多种可燃物的混合。 运用实验的方法研究单一可燃物和混合可燃物的燃烧过程，获得这些材料在火灾过程中的热释放速率，建立相关数据库，用于实际火灾的评价和模拟研究工作是十分必要的。 火灾实验是一种破坏性试验，大型火灾实验耗费往往很大。运用目前较为成熟的数学模型用于火灾模拟研究工作是切实可行的，如CFAST和MRFC软件中应用的模型，但要求使用者应具有丰富的经验。 模型化的方法虽然处理问题较粗糙，但如果相关参数选用合理，也可满足相关火灾研究工作的需要。 * 4 几种常用的羽流模型 Zukoski模型（1） * 几种常用的羽流模型 Zukoski模型（2） * 几种常用的羽流模型 Thomas-Hinkley模型 * 几种常用的羽流模型 McCaffrey模型 * 几种常用的羽流模型 NFPA模型 * 羽流模型对比 羽流温度近似计算 对两个火源上方温度相同的点，由温度分布方程 得到： 利用该方程可以进行模拟