【摘要】：中庭建筑為貫穿三層及三層以上樓層的無問隔、大空間建筑,因其視覺上的沖擊力和美觀性,在我國高校教學樓建筑中應用日益廣泛,并已成為許多城市建設的流行趨勢。隨著中庭類建筑的不斷發(fā)展,其火災數(shù)量呈逐年上升趨勢,因其煙氣擴散迅速、火勢蔓延快、安全出口少和內(nèi)部人流密度較大,一旦發(fā)生火災將產(chǎn)生災難性后果。目前,我國雖然制定實施了中庭建筑防排煙和有關疏散的規(guī)定,但存在一些不合理性,遠不能滿足新型建筑快速發(fā)展的要求。因此,中庭建筑形式的廣泛流行,不僅對現(xiàn)有防火防煙分區(qū)劃分提出了挑戰(zhàn),而且深入研究中庭建筑煙氣蔓延過程和疏散對策已是當務之急。 本文主要研究中庭建筑火災時期的煙氣蔓延和擴散規(guī)律,并分析影響人員安全疏散的因素,評估和解決建筑物的火災安全問題。近年來,針對建筑火災問題的研究大都僅分析了建筑火災煙氣或疏散的一種,然后通過與相關標準比較進行安全評估。本文將煙氣蔓延過程與人員疏散結合起來,采用數(shù)值模擬的方法對中庭建筑的火災風險進行評估。 首先闡述了中庭類建筑的煙氣、人員疏散和火災模擬技術等方面的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,簡要介紹了研究的內(nèi)容和方法及火災過程模擬的理論基礎。其次通過建模軟件Pyrosim建立火災3D物理模型,并運用火災動力學模擬軟件FDS5.0對某高校中庭教學樓進行煙氣數(shù)值模擬,研究兩種極端情況下不同火源位置起火時,建筑物內(nèi)的煙氣蔓延、溫度分布、有毒氣體濃度及能見度的分布情況,由此分析得出可用疏散時間。同時為研究中庭建筑在自然排煙口兩種極端狀態(tài)下的煙氣流動規(guī)律,本文選擇建筑物內(nèi)最危險部位,有針對性的設計了火源位置在走廊或中庭(房間外)和房間內(nèi)兩類火源場景。模擬結果表明： (1)性能化評估發(fā)現(xiàn)能見度為制約教學樓疏散的主要因素。 (2)火源位置位于房間內(nèi)時,火災時期煙氣層濕度、有害氣體濃度和能見度的變化比火源位置處于房間外時的變化小,煙氣對樓梯口附近的影響也較小。 (3)中庭起火最為危險,當中庭起火時,必須制定并組織合理的人員疏散路線與疏散方式來保證人員疏散的安全。 本文還采用有序和無序兩種疏散方式,運用疏散模擬軟件Pathfinder,分別對中庭教學樓人員的疏散過程進行模擬,計算出不同疏散模式下的必需安全疏散時間。比較兩種疏散方式結果可知： (1)在建筑物固定條件下,有序疏散可優(yōu)化各層疏散流量,整體疏散時間減少了112s。 (2)在疏散過程中,人員撤離房間的過程,耗時較短,但在樓梯入口附近出現(xiàn)了排隊和人員集中的現(xiàn)象,并在樓梯內(nèi)出現(xiàn)了擁堵,疏散用時較長。 最后比較自然排煙口處于兩種極端狀態(tài)下,各個火災場景中的火災危險時間和不同疏散模式下的必需疏散時間,綜合各種因素來評估建筑模型的火災安全性,找出影響建筑火災和人員安全疏散的關鍵因素,提出針對類似建筑最切實可行的防火措施和疏散方案。研究結果證實：自然排煙口狀態(tài)和人員疏散方式是火災時期影響人員安全疏散的關鍵因素。自然排煙口關閉狀態(tài)下,中庭起火是最危險的火災場景。不同的疏散方式對自然排煙口關閉的建筑火災安全性影響較大,只有采取有序疏散才能盡可能的保證人員安全。自然排煙口開啟后,若能采取有序疏散,將顯著提高建筑火災的安全性。 本文的研究結論可為類似中庭建筑的煙氣蔓延和控制、疏散和防火性能化設計提供一定的參考和指導。
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【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU998.1

【參考文獻】

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本文編號：2322714