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山东正寅:挡烟垂壁的防烟效果研究

文章来源:防火卷帘门厂家   内容作者:-1   发布时间:2019-02-23 15:35   浏览次数:

本文提出将L型挡烟垂壁运用到走廊上,在不增加挡烟垂壁高度的基础上达到更好的防烟效果。本文采用高层建筑条形走廊模型进行研究,为L型挡烟垂壁的合理应用提供一定的依据,就和山东正寅来了解下吧!

山东挡烟垂壁

1 物理模型和工况设置

1。1 物理模型

本文以某11层办公楼为原型。该办公楼的长、宽、高分别为33,8.8,35 m,标准层高3 m。走廊长、宽、 高分别为30,1.6 ,2.5 m,单室进深为 3.6 m。着火层为第2层,其截面如图1所示。走廊中设置2个挡烟垂壁和2个机械排烟口,在前室门和第2个挡烟垂壁之间设置空气幕,前室和楼梯井均采用加压防烟。假定逃生不利房间即距离楼梯间远的房间为着火房间。

1.2 火源的处理

模拟火源为非稳定体积热源,热释放量按式(1)计算[7]。

Q=at2

(1)

式中,Q为火源热释放量;a为火灾发展系数,本文设置为快速燃烧,a取0.047 kJ/s3,大火源功率为1.5 MW[8],在178 s时刻达到大功率。

1。3 工况设置

前室采用加压防烟,压差法计算结果为873 m3/h,流速法计算出前室送风量为7 000 m3/h,查表得出每

个前室的加压送风量为6 000 m3/h[9],按照大值确定前室送风量应为7 000 m3/h。走廊段设置机械排烟风机JP1, 按高规[10]要求计算其排烟量为3 240 m3/h。在缓冲区外设置排烟风机JP2,用来排出前室多余新鲜空气。本文假设前室处于常开状态,使用防烟空气幕作为柔性隔断。防烟空气幕AC宽为0。07 m, 其倾角为0°[11]。高规规定:楼梯间宜每隔2~3层设1个加压送风口;前室的加压送风口应每层设1个,且防烟楼梯间及其合用前室的加压送风量应该遵循系统负担层数小于20层时,防烟楼梯间加压风量为16 000~20 000 m3/h。本文采用防烟楼梯间的加压风量为20 000 m3/h,在偶数层设置加压风口,每个加压风口的送风量为4 000 m3/h;在着火层和着火层下层的前室加压送风JS,风量都为7 000 m3/h。具体参数为:JP1 3 240 m3/h,JP2 1 280 m3/h,AC 2 563 m3/h,JS 7 000 m3/h。

1.4 边界条件

建筑一层的两个出口设置为常开,采用开放性边界条件;各楼层的走廊通往前室的门设置为常开;前室通往楼梯间的门设置为时间控制。根据时间判据,即须疏散时间小于可用疏散时间。建筑内的火灾报警装置在火灾发生后60 s报警,确认反应时间为120 s,人员在房间内行走速度为1.0 m/s,在走廊内行走速度为0.5 m/s,楼梯内向下的疏散速度为0.78 m/s。当着火房间位于走廊尽头时,计算获得开始疏散的时间为180 s,进入楼梯间的时间为242 s, 人员离开该大楼所需的时间为346 s[10]。

2 数值模拟

本文采用消防模拟软件FDS[12],该软件通过近似有限差分法来求解每个计算单元内气体密度、温度和组分浓度等参数。模拟求解后可获得相关测量点的温度、CO2浓度、压力等一系列数据。模拟基本方程的通用形式如式(2)[13]。

(2)

式中4项分别为时间项、对流项、扩散项和源项。其中φ为通用变量,Γ为扩散系数。

为节省计算机资源,本文对于主要计算区域即着火房间、着火层走廊、前室和楼梯间采用0.1 m×0.1 m×0.1 m的网格,其余采用粗大网格0.5 m×0.5 m×0.5 m,总网格数为1 376 872个。模拟工况为冬季,室外温度0 ℃,室内初始温度设置为 18 ℃, 并且在着火层走廊地面的中线上, 每隔2 m设置1个热电偶树, 每个热电偶树上布置5个热电偶, 分别设置在距离该层地面2.5,2.2,1.9,1.6,1.3 m处,每隔2 m设置烟气层高度观测装置,用来观察烟气层温度和高度随时间的变化。

3 模拟结果与分析

3。1 模拟判据

秒速时时彩平台 温度判据:研究表明,人体对高温的忍耐是有限的。本文取人眼特征高度1.6 m处的烟气温度进行研究比较,将180 ℃设定为危险状态的临界条件[14]。比较着火层人员逃生时间内即240 s内走廊的烟气温度。

时间判据:在着火楼层人员逃生的时间段即火灾发生后的180~240 s时间内,比较着火楼层走廊1.6 m高度处的温度;在人员离开大楼时刻即400 s时刻比较进入到前室和楼梯间的烟气量,以确定L型挡烟垂壁的挡烟效果。

3.2 结果与分析

3。2。1 排烟口距离的影响

根据计算,所有工况2个排烟口排出的烟气总体积都是501 m3左右,差别较小。表2为各种工况下400 s时间内排出烟气热量Q1,400 s时间内着火层烟气进入前室的热量Q2,400 s时间内由前室进入楼梯间的热量Q3,240 s时刻走廊人眼特征高度处的大温度T。通过模拟可知,排烟口位置变化对其排烟效果影响较小,但对排出的烟气热量影响较大。

3.2.2 挡烟垂壁下部水平延伸长度的影响高度以及1.6 m高度处的温度分布

图中几种工况的变化趋势基本相同,走廊温度的2次峰值分别出现在2个挡烟垂壁处,相对应的位置烟气层高度出现了低值。

山东挡烟垂壁

从前文分析可知,工况9、工况14、工况15在240 s时刻走廊人眼特征高度处的温度都低于180 ℃,为着火楼层人员的疏散提供了保障,从着火楼层人员的疏散来说,工况9、工况14、工况15都符合要求。对比工况9、工况14、工况15在400 s时间内进入前室和楼梯间的烟气量,可以得出工况15为优工况,即挡烟垂壁下部延伸长度为0。9 m,排烟口到挡烟垂壁之间的距离为1。5 m。

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