269高层建筑合用前室烟气控制方式的网络模拟分析VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页高层建筑合用前室烟气控制方式的网络模拟分析济南同圆建筑设计研究院有限公司陈军华哈尔滨工业大学高甫生摘要利用多区域网络模型，以20层高层建筑为例，对合用前室各种烟气控制方式进行了定量模拟分析，有助于深入了解合用前室的各种加压方式的特征，同时为评价加压防烟系统的效果提供了一种定量分析方法。模拟结果表明：加压送风量的大小对门两侧的压差值特别是着火层的门两侧的压差值具有决定性的影响；在楼梯间加压风量合适的情况下，合用前室完全可以不加压也可满足楼梯间及其合用前室的防烟要求。关键词多区域网络模型合用前室烟气控制方式加压送风量压差值0引言现行《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称《高规》）8.3.1规定下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟措施[1]：1．不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室；2．采用自然排烟措施的楼梯间，其不具备自然排烟的前室。从上可归纳出，目前高层建筑采用机械加压送风方式主要有以下三种：只对楼梯间加压送风间接加压前室，楼梯间和合用前室同时加压送风和只对着火层前室加压送风。由于合用前室相对于楼梯间前室、消防电梯间前室，其烟气控制更加复杂，故本文只讨论合用前室的烟气控制方式。为避免加压送风量设计计算过程中，不同的设计者因使用的公式或选用的参数不同等原因，导致计算结果差别很大，《高规》8.3.2规定了加压送风量定值范围表供设计者参考。同时《高规》8.3.7还规定了加压部位的正压值。只对楼梯间加压间接加压合用前室的加压方式与楼梯间和合用前室同时加压相比，节省了一套系统和投资，便于控制和管理，但合用前室是否可以不加压还有待讨论。为了了解各种加压方式的送风量与门两侧的压差值的关系，本文利用国外较为广泛使用的多区域网络模型对上述问题作了定量模拟分析。1多区域网络模型简介多区域网络模型CONTAMW是美国国家标准和技术研究院（NIST）下属的建筑火灾研究实验室（BuildingandFireResearchLaboratory）开发的用于建筑物内多区域空气流动和污染物传播模拟研究的软件的最新版本。它将整个建筑物看成与室外相通的空气流通网络，网络节点即为建筑物内的房间或称区域，各节点具有均一的压力和温度，网络连线为将各区域连通起来的各类空气流通路径，主要包括开启的窗户和门、窗缝、门缝以及不太明显却未必不重要的各种建筑维护结构的缝隙。网络模型将其中的每个区域（或称节点）作为一个控制体，利用质量、能量守恒等方程从宏观角度对整个建筑物的空气流动、压力分布和污染物的传播情况进行研究。典型的网络模型输入数据是气象参数（空气温度、风速）、建筑特点（高度、渗透面积、开口条件）、送风量和室内空气温度。网络模型可实现对建筑楼梯间加压防烟、局部区域排烟及二者联合使用的建筑防排烟系统进行研究分析，评价烟控系统效果及与人员有关的火灾安全分析。网络模型对火灾烟气的处理手法十分粗糙，适用于远离火区的建筑各区域之间的烟气流动分析[2-4]。2建筑模型模拟的高层建筑为20层，层高3m，共有279个区域，1386个空气流通路径。假定二层着火，其第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页平面图如图1。图中所示区域图标为各区域定义温度、面积、压力和污染物等特征，空气流通路径为建筑物门、窗、楼板和墙等定义为空气泄漏特征。模拟时，各楼层的楼梯间开向前室的门（一道门）和前室开向走廊的门（二道门）处于关闭状态，模拟过程中采用的主要构件空气泄漏特征值来源于文献[5]。合用前室面积为10m2；假定起火房间面积为40m2，着火房间有一火源，模拟时火源不断的产生烟气，大多数可燃物在燃烧一段时间后，其烟气发生量将趋于稳定值。按最不利情况考虑，模拟时设定火源烟气发生量为最大值，则求得烟气最大发生量为0.24kg/s[6]；条形走廊面积为80m2，火灾时使用机械排烟，按照每平方米面积60m3/h的排烟量计算，排烟机的排烟量为7200m3/h；对楼梯间采用多点加压均匀送风，每隔二层设置一风口，第一个风口设置在一层，共设7...