本文關鍵詞：挑檐對建筑外立面典型裝飾材料火蔓延抑制作用模擬研究

  更多相關文章： 高層建筑火災 豎直火蔓延 防火挑檐 數(shù)值模擬

【摘要】：隨著城市化水平的快速提高,我國城市高層建筑數(shù)量迅速增長。高層建筑不僅可極大提高土地利用率,且使人口相對集中,提高工作效率,但同時也帶來了很多嚴重的安全問題。隨著建筑物高度的增加,火災隱患增加,防火安全設計的難度也隨之增大。目前高層建筑上廣泛使用的有機外墻保溫材料和裝飾材料也大大增加了其火災危險性,因而高層建筑一旦發(fā)生火災,將造成十分嚴重的財產損失和人員傷亡。防火挑檐是目前高層建筑上常用于阻隔建筑外立面豎直火蔓延的控制設施之一,探索防火挑檐對典型建筑外飾材料豎直壁面向上火蔓延的阻隔作用對發(fā)展防火挑檐阻隔建筑外立面向上火蔓延的方法具有重要意義。本文針對火災中建筑外立面向上火蔓延現(xiàn)象,通過計算機數(shù)值模擬,研究防火挑檐對典型建筑外飾材料向上火蔓延的影響規(guī)律,揭示防火挑檐對建筑外飾材料向上火蔓延的阻隔機制,發(fā)展防火挑檐阻隔建筑外立面向上火蔓延的方法,為高層建筑外墻防火設計提供理論基礎和技術支撐。主要研究工作為：開展了挑檐尺寸和位置對典型建筑外飾材料向上火蔓延的影響研究。建立防火挑檐對向上火蔓延阻隔作用的數(shù)值模擬模型。在可燃材料不變的條件下,通過改變施加挑檐的長度、寬度和位置進行數(shù)值模擬研究。結果顯示當挑檐長度大于臨界挑檐長度時,隨著臨界點挑檐長度的增大,臨界點的挑檐寬度先迅速減小,隨后保持不變；隨挑檐距著火材料底邊距離的增大,有效阻火的臨界挑檐寬度逐漸增加,即挑檐的施加位置距易燃部位越近阻火效果越好；通過模擬結果分析得出了臨界點挑檐長度和寬度與熱釋放速率的無量綱模型。進行了臨界挑檐與典型建筑外飾材料尺寸關系研究。改變著火材料尺寸進行數(shù)值模擬,通過模擬結果分析得出不同工況下所對應的臨界挑檐長度和臨界挑檐寬度,擬合求出臨界挑檐長度與著火寬度為線性關系,研究表明臨界挑檐寬度與著火寬度為二次多項式關系；建立了臨界挑檐尺寸與著火寬度之間的數(shù)值模型,并進行了有效性驗證。
【關鍵詞】：高層建筑火災 豎直火蔓延 防火挑檐 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU998.1;TU564
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 高層建筑火災概述12-14
• 1.1.1 高層建筑劃分12
• 1.1.2 高層建筑火災特點12-14
• 1.2 高層建筑豎直火蔓延及其阻隔技術14-17
• 1.2.1 豎直向上火蔓延研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 挑檐對火蔓延的阻隔作用研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 前人研究中存在的問題17
• 1.4 目標內容及技術路線17-19
• 1.5 本文章節(jié)安排19-21
• 第二章 火災模擬基礎理論21-35
• 2.1 火災動力學基礎21-27
• 2.1.1 火災燃燒機理21-22
• 2.1.2 建筑火災發(fā)展基本過程22-24
• 2.1.3 豎直壁面向上火蔓延理論24-27
• 2.2 火災研究的基本模型27-28
• 2.2.1 專家系統(tǒng)27
• 2.2.2 網絡模型27
• 2.2.3 區(qū)域模型27-28
• 2.2.4 場模型28
• 2.3 FDS基礎理論介紹28-33
• 2.3.1 FDS模擬的基本控制方程29-30
• 2.3.2 FDS燃燒模型30-31
• 2.3.3 FDS計算流程31-33
• 2.4 本章小結33-35
• 第三章 防火挑檐對豎直火蔓延的影響研究35-59
• 3.1 引言35
• 3.2 模型建立35-40
• 3.2.1 材料參數(shù)的設定36-37
• 3.2.2 火源設定37
• 3.2.3 網格劃分37-38
• 3.2.4 模型驗證38-40
• 3.3 數(shù)值模擬工況40-41
• 3.4 施加挑檐對豎直火蔓延的影響41-47
• 3.5 挑檐長度與寬度對豎直火蔓延的影響47-54
• 3.5.1 挑檐長度對豎直火蔓延的影響47-50
• 3.5.2 挑檐寬度對豎直火蔓延的影響50-52
• 3.5.3 挑檐長度與寬度耦合作用對豎直火蔓延的影響52-53
• 3.5.4 挑檐有效阻火臨界點無量綱分析53-54
• 3.6 挑檐位置對豎直火蔓延的影響54-57
• 3.7 本章小結57-59
• 第四章 臨界挑檐與典型建筑外飾材料尺寸關系研究59-71
• 4.1 引言59
• 4.2 臨界挑檐長度與著火寬度關系研究59-64
• 4.2.1 模型建立59-60
• 4.2.2 結果分析60-64
• 4.3 臨界挑檐寬度與著火寬度關系研究64-68
• 4.3.1 模型建立64
• 4.3.2 結果分析64-68
• 4.4 經驗公式驗證68-69
• 4.5 本章小結69-71
• 第五章 總結與展望71-73
• 5.1 主要研究結論71
• 5.2 本文創(chuàng)新點71-72
• 5.3 工作展望72-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-79
• 在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果79

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蘭錦安;;傾斜表面火蔓延加速突變特性研究[J];武漢理工大學學報;2013年08期

2 張英;孫金華;紀杰;黃新杰;;高原環(huán)境下木材表面火蔓延特性的實驗研究[J];燃燒科學與技術;2011年03期

3 姚瑤;郭進;謝烽;胡坤倫;;液體燃料潤濕條件下砂床表面火蔓延特性[J];燃燒科學與技術;2013年06期

4 王喜世,廖光煊,范維澄,鄒樣輝;靜止環(huán)境中可燃固體表面火蔓延特性的實驗研究[J];火災科學;1998年01期

5 蒙明朝,廖曙江;薄型材料豎向貼壁火蔓延的試驗研究[J];消防科學與技術;2005年05期

6 林霖;房玉東;廖光煊;秦俊;;細水霧作用下固體表面火蔓延速度變化規(guī)律的小尺度實驗研究[J];中國工程科學;2006年06期

7 張和平,王蔚,楊昀,徐亮;全尺寸墻角火實驗中木工板表面火蔓延研究[J];燃燒科學與技術;2004年06期

8 徐霖;電視或電腦著火怎么辦[J];農村電工;2002年02期

9 邵占杰,林其釗,路長;基于燃料床的小坡度地表火蔓延模型研究[J];燃燒科學與技術;2003年03期

10 齊麗婷,余永剛;薄片可燃物火蔓延速率的測量與計算[J];熱科學與技術;2004年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王利珍;劉方;廖曙江;郭盛友;;固體可燃物水平火蔓延研究[A];2005西南地區(qū)暖通空調熱能動力年會論文集[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者 車亭;軍地聯(lián)合指揮部舉行第三次會議[N];威海日報;2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬鑫;典型有機保溫材料的熱過程演化及火蔓延特性研究[D];中國科學技術大學;2015年

2 閆維綱;耦合建筑外立面結構影響的PU保溫材科火蔓延特性研究[D];中國科學技術大學;2016年

3 任小男;丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物及其納米復合材料的熱解火蔓延特性及毒性研究[D];中國科學技術大學;2016年

4 陳瀟;表面朝向對典型固體可燃物著火特性及側向火蔓延的影響研究[D];中國科學技術大學;2016年

5 趙恒澤;水噴淋對豎直外壁面典型保溫材料燃燒蔓延抑制研究[D];中國科學技術大學;2016年

6 彭飛;頂棚輻射與對流對PMMA熱解及火蔓延的影響規(guī)律研究[D];中國科學技術大學;2016年

7 張英;典型可炭化固體材料表面火蔓延特性研究[D];中國科學技術大學;2012年

8 趙蘭明;水噴淋對典型建筑外飾材料豎直火蔓延抑制機制研究[D];中國科學技術大學;2015年

9 陳鵬;典型木材表面火蔓延行為及傳熱機理研究[D];中國科學技術大學;2006年

10 周洋;高原環(huán)境中硬質聚氨酯和聚苯乙烯泡沫的火蔓延特性研究[D];中國科學技術大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡維維;薄型可燃物豎向燃燒特性研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

2 劉希平;典型熱塑性材料逆流火蔓延及燃燒毒性研究[D];中國科學技術大學;2016年

3 柳愛靜;風作用下聚苯乙烯保溫材料逆流火蔓延行為研究[D];中國科學技術大學;2016年

4 江文;挑檐對建筑外立面典型裝飾材料火蔓延抑制作用模擬研究[D];中國科學技術大學;2016年

5 李杰;不同海拔高度下典型可碳化固體表面火蔓延實驗研究[D];中國科學技術大學;2009年

6 宦祖飛;并列擠塑保溫雙板雙火源火蔓延的實驗與理論研究[D];中國科學技術大學;2015年

7 王曉紅;黑龍江大興安嶺4.30罕諾河大火蔓延模擬研究[D];東北林業(yè)大學;2012年

8 白洪寶;乙醇/柴油混合燃料表面火蔓延研究[D];中國科學技術大學;2014年

9 張陽樹;傾角對航空導線火蔓延行為及其極限氧濃度的影響研究[D];中國科學技術大學;2015年

10 蘇柱金;結合Huygens原理的GIS山火蔓延模擬系統(tǒng)[D];汕頭大學;2008年

，

本文編號：876088