1、南京工业大学毕业设计(论文)开题报告姓 名： 赵浩鈞班级学号：P1905100532所在学院： 浦江学院专 业： 安全工程设计(论文)题 目： 高层建筑火灾烟气外溢运动研究指导教师： 周汝 二一三年一月毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告文 献 综 述20 世纪 80 年代以来，国际上关于建筑防排烟理论，即火灾烟气流动与控制的研究主要采用两种方法：一是开展火灾烟流试验，即通过试验来分析、认识、掌握火灾烟流规律及其控制原理。如 20 世纪 80 年代初加拿大国家研究院建造了世界上首座高层建筑火灾试验塔，主要进行高层建筑的机械防排烟的研究。二是采用计算机模拟的研究方法。20 世纪 90 年代前西
2、方国家主要以火灾烟流试验为主，但由于试验经费及环境污染问题，自 90 年代后主要采用计算机模拟的研究方法。随着我国经济建设的发展，高层建筑如雨后春笋般地涌现出来，据有关资料统计，目前我国已建成投入使用的高层建筑总数达 2 万多幢。高层建筑火灾危险性大，是高层建筑自身的特点决定的。根据 2000 年统计我国高层建筑共发生火灾 18 432 起，造成 736 人死亡，直接经济损失达 338 亿元人民币。尤其是美国 911 事件以后，如何避免和减少高层建筑火灾人员伤亡和经济损失，是建筑消防科研和设计工作者所面临的挑战。目前在建筑火灾烟气扩散领域的研究已取得不少成果，高层建筑火灾数值模拟主要有 4 种
3、基本方法：即专家系统、场模拟、区域模拟和网络模拟。专家系统的主要方法是将实验研究的一些经验性模型、或是将一些经过简化处理的半经验性模型再加上热物性数据编制成应用软件，供一些从事建筑消防工作的非研究人员使用。FDS(Fire Dynamics Simulator)是美国国家技术标准局(NIST：National Institute of Standards and Technology)建筑火灾实验室(Building and Fire Research Laboratory)开发的基于场模拟的火灾模拟软件，该软件采用先进的大涡模拟技术，得到众多实例验证，在火灾安全工程领域应用广泛。场模拟也称物
4、理模拟，是基于火灾过程的质量、动量、能量和化学反应诸方面基本方程的一种高层次的复杂模拟。国内研究现状对建筑防排烟的研究，国内在 20 世纪 80 年代中期才开始起步，近年来发展较快，在“八五” 、 “九五”期间对高层建筑楼梯间和地下商业街的控烟技术及烟气流动特性进行了研究，取得了一些成果，为有关规范的制定和工程防排烟设计提供了技术依据。建立了一些大型实验设施，如 1992 年建立的中国科技大学的火灾科学国家重点实验室，1994 年建成了位于四川的我国第一座高层建筑火灾实验塔19。总体说来，我国的高层建筑防排烟研究并不系统，影响也较小。我国在 1982 年颁布了高层民用建筑设计防火规范 ，在 1
5、995 年颁布了修订的高层民用建筑设计防火规范 （以下简称高规 ）6。并于 1997 年、1999 年和2001 年分别对高规进行了三次局部修订。此规范对各种高层民用建筑防火设计起到了很好的指导作用，但我国对机械加压送风防烟方式研究数据较少，制定规范主要是参照英美等发达国家的经验，和我国的具体国情还有许多不符合之处，需要对其进一步研究、完善。国外研究现状及进展英国从 20 世纪 50 年代起，美国、加拿大等国家是从 60 年代开始进行建筑防排烟的研究。在研究初期英国、美国、德国等国家都在建筑物中进行了实体火灾实验检验以检测烟控系统的有效性9，这些实验都证明了加压的烟气控制方式在控制无喷淋火灾烟
6、气扩散方面是有效的。从 20 世纪 70 年代开始建筑防排烟的理论和实验研究在美国、加拿大、日本、欧洲等国蓬勃展开。各国的研究人员普遍认为：人的生命是最宝贵的，烟气控制的研究受到了广泛重视，烟气控制的目的是防止火灾产生大量烟气，阻止烟气迅速蔓延，以确保人员的安全疏散和改善扑救条件。研究人员提出了多种烟气控制方法：烟气净化、排烟、加压等。研究重点逐步由自然排烟、机械排烟转变为正压防烟、正压防烟与其它烟控方式相结合。研究初期，科研人员的目标是将着火所产生的大量烟气排到建筑外或进行稀释，而实际的研究表明：这种方案是不可行的，这主要是由于烟气产生和扩散的速度非常快，单纯排烟和稀释并不能保证人员安全和减
7、少财产损失。随着研究的逐步深入，20 世纪 80 年代防排烟技术在一些西方国家高层建筑中已经开始广泛应用。1973 年美国供暖空调工程师协会（AmericanSociety of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, ASHRAE）手册中首次出现“火和烟气控制”章节，1983 年 ASHRAE 出版了建筑烟控系统设计 （Design of Smoke Control Systems in Buildings）一书，详细列出了烟控系统设计的工程原理。80 年代初加拿大国家研究委员会（NationalResearch Coun
8、cil Canada, NRCC）建造了世界上首座高层建筑火灾实验塔，主要进行高层建筑的机械防排烟研究，北美成为全世界机械防排烟的研究中心之一。存在的问题1、我国在高层建筑火灾烟气的研究与美国等发达国家相比，资金和技术还要多加投入。2、在高层建筑火灾中,烟气沿着外墙面,竖直向上传播速度的实验及理论研究,在国外,如美国和日本等国家已经进行了多年,而我国在这方面的研究有所欠缺。3、研究难度较大，成本费用比较高。4、高层建筑火灾烟控系统多媒体软件开发是一项相当复杂而庞大的系统工程，由于时间和人员等方面限制，现有软件只是初步开发，还需要在现有的基础上继续进行后续完善工作。参考文献：1. 中华人民共和国
9、国家标准 高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95） 北京: 中国计划出版社. 19982. 伍爱友, 肖国清. 性能化设计方法在高层建筑防火设计中的应用. 中国安全科学学报. 2006,16(1):83-873. 中华人民共和国消防法(国家主席令2008第6号)4. 徐志胜，常玉锋，白国强，周庆高层建筑火灾防排烟的研究J西部探矿工程，2003，(12)：1791815. 周汝，何嘉鹏，蒋军成等高层建筑火灾时烟气在横向疏散通道内的扩散研究J南京航空航天大学学报，2007，(3)：4124166. 杨洁多房间多层建筑烟气流动的数值模拟及排烟设计D哈尔滨工程大学建筑工程学院，20047. 陈
10、维, 刘明臣(译).高层建筑火灾和防火安全M.北京：群众出版社，1986.8. 王渭云. 高层建筑火灾逃生路线的机械防烟与排烟研究. 消防技术与产品信息. 1997, (4):14-179.严治军.建筑物火灾烟气流动性状预测J.重庆建筑大学学 报,2001,23(1):3641.10.傅祝满，范维澄建筑火灾区域模拟燃烧及组分浓度的计算J燃烧科学与技术，1997，3(2)：163 168毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：论文研究目标分析烟气的危害特性，认为制定合理的防排烟方式对于控制烟气扩散，保护人民生命财产安全，减少火灾时的经济损失是非常
11、必要的。通过模拟分析，比较了在高层建筑中不同防排烟方式下烟气的扩散特点，寻找更加合理的烟气控制方式，减少烟气对人员的伤害，保障疏散与救援中人员的生命安全具有重要的意义。研究内容课题要研究的问题：（1）高层火灾烟气运动的速度 (2）高层火灾烟气运动的温度（3）高层火灾烟气的能见度变化规律（4）高层火灾烟气一氧化碳的变化规律研究步骤（1）查阅相关文献资料，了解模拟数值分析软件 FDS。（2）利用 FDS 软件进行数值模拟分析。（3）对所得数据进行分析，寻找更加合理的烟气控制方式。研究手段（途径）(1)利用学校图书馆、数据库等资源学习 FDS 软件。(2)采用调查法，进行实地考察。(3)查阅的相关规定和规范。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师： 年 月 日所在专业审查意见：负责人： 年 月 日
