姓名：

石朗君

班级学号：

消防100104

所在学院：

城市建设与安全工程学院

专业：

消防工程

设计(论文)

题目：

高层建筑群间空气流作用下

火灾的流场特性分析

指导教师：

张村峰

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

1.前言

随着经济的发展，高层建筑越来越普及。根据研究发现，火灾中人员伤亡最主要是由烟气造成的。因此，一旦高层发生火灾，其后果不堪设想，烟气控制是降低伤亡的关键，而高层中，烟气流场分布易受建筑群间空气流的影响。对于高层建筑,其周围的风速随高度的增加而增大。通常情况在2.0m/s～10.0m/s之间。建筑物发生火灾后,房间内外的热气流与冷气流有一定的流通和对流通道,房间热气会膨胀使窗子破碎、门和通道打开,则外界气流的温度和风向、风速会对房间内温度与速度场的分布状态产生很大的影响。因此，对于高层建筑群间空气流作用下火灾的流场特性分析就显得尤为重要。在本论文中，运用流体力学以及火灾动力学原理，对高层建筑群间空气流对火灾流场的影响进行了模拟计算讨论，不仅可用于为建筑提供更好的通风，更为制定事故火灾的行动计划提供了可靠依据。

2.国内外研究现状

2.1国内研究现状

目前国内对于这类课题研究较少，香港理工大学对这类课题有部分研究，在一篇名为《窗外迎面风引起的多层建筑火灾流场特性》的文献中提出了从理论上研究不同楼层,位于楼房边侧或中间不同位置的房间发生火灾时,外界吹来正向的不同风速,对房间内外稳态温度场与流场的作用。特别研究了房间内热气流流出窗外向上运动的浮力和外界风力相互作用发生的现象及其对房间内流动的影响，引入了关于风的临界速度(或流量),作为外界风速与建筑物内火灾流场相互作用有标志性的重要参数。还对不同外界风速情况下,房间内外速度中性面倾斜的角度、房间内流出热气流温度的差别等诸多问题进行了详细的讨论。在《由风引起的靠近垂直墙壁的高层建筑室内的空气流动》这篇文献中也有指出提供足够的自然通风将减少在热带区域的建筑冷负荷，对于毗邻垂直的墙壁或更高的建筑物的建筑，由于风场引起的对室内空气流场引起的动荡影响将是非常重要的，这对室内通风以及制定火灾应急计划提供了更好的依据。

2.2国外研究现状

近年来，国外对影响高层建筑火灾流场特性的分析较多。在一篇名为《Acomputationalstudyontheuseofbalconiestoreduceflamespreadinhigh-riseapartmentfires》的文献中提出，高层公寓大火也许是最危险的住宅火灾，火蔓延到其他楼层的最快方法是沿建筑物由外墙上打开的窗户进入。通过海外大量的数值计算研究发现，垂直火焰蔓延的降低由于一个存在阳台。阳台上的深度和几何形状极大地影响火的垂直运动。通过改变阳台深度和几何形状，来找到一个最佳的配置，减少在外墙垂直方向上的火势蔓延。文献《ComparisonofFDSPredictionofSmokeMovementina10-StoreyBuildingwithExperimentalData》提出，在这项研究中，使用火灾模拟软件FDS，由在10层高的大楼进行实验生成逼真的烟雾移动数据。研究表明FDS是能够模拟在通风良好的高层建筑内火灾发展和烟气运动情况的。

3.目前出现的防火新技术

3.1新技术的出现

随着现代建筑和现代消防技术的飞速发展，以及人类对自己居住环境的安全程度的进一步关注，以及对火灾成因发展机理及防治技术的深入研究，国际上逐步形成了一门新的交叉学科：性能化防火设计。自1985年国际火灾安全学会成立以来，该学科不断发展，其基础研究领域涉及到探索和认识火灾现象及其过程机理和规律的各个方面，以及在火灾中人员安全问题。如火灾化学、火灾物理、火灾动力、人员疏散、人在火灾中的心理学等等。应用研究领域包括火灾安全工程学、火灾防治技术学和人群疏散，它涉及到火灾探测报警，自动灭火系统，被动防火技术（结构中的防火保护）防火分隔、防火通道、防火材料、人员移动、人在火灾中行为、警报与路标、火灾风险评估，火灾安全管理等应用研究领域。它是火灾研究中最前沿，最活跃的研究领域，主要研究火灾科学理论以及工程防治技术原理在建筑防火中的应用，并致力于建立一个以性能为基础的建筑防火设计方法。

3.2性能化评估中面对的问题

在目前性能化设计应用之初，在消防行政管理部门不熟悉、不适应的情况下，由于缺少相应的专业人员进行分析审查，可能对批准这种设计方案存在顾虑；与处方式设计相比，性能化设计分析和设计步骤需要更多的工程时间以便进行分析、计算和准备设计档；相关人员对该项技术的理解存在差异，存在被滥用的可能。它更多地要求设计者和审查者的自身素质以保证设计适当性的质量控制措施。特别是，当前设计者的素质差别很大，而性能化设计的要求又具有很大的弹性，所以难以根据他们的素质给出正确的评价；如同在处方设计中一样，建筑物的占用或使用性质的变更可能改变防火的需要，而这直接与性能化设计初设的各种前提条件相关。因而，这种类似建筑使用用途的改变，将直接导致性能化设计方案的失效；性能化设计与日常的消防安全管理密切相关。因为性能化设计的安全目标与消防系统、人员疏散组织等密不可分，火灾时需要保证消防系统如同所预想的那样运行，这就要求消防监督部门在日常监督中时刻注意，因而也给监督管理工作提出了更高的要求。建筑群中高低建筑间的空气流场问题是消防设计的新问题，因而对性能化防火设计业提出了新的、更高层次的要求。对高层建筑群间空气流作用下火灾的流场特性分析也为性能化防火设计提供了更好的实验支持和理论依据。

4.发展前景

目前国内对于高层建筑群间空气的流场特性分析研究不是很多，但随着高层建筑的与日俱增，这项研究就显得尤为重要。尤其是当发生火灾时，外界风的影响对室内火灾扑救起到至关重要的作用，空气流场是一把双刃剑，运用的好，可以控制火势大小，减少火灾损失，运用的不好，会助长火势蔓延，造成烟气扩散，对于人员逃生极为不利，因此，对于高层建筑群间空气流作用下火灾的流场特性分析的研究，还有很大的发展空间，需要依托火灾模拟软件以及大量的实验数据进行研究论证，从而得出较为准确的结果，为高层建筑的防火设计提供更准确有效地依据。

参考文献

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