【摘要】：隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,世界各國(guó)都涌現(xiàn)出大量的超高層建筑,在滿足人們對(duì)建筑使用功能需求的同時(shí),也緩解了人口密度增加所帶來的土地壓力。為了解決高層建筑通風(fēng)、采光的問題,越來越多的建筑設(shè)置了貫通建筑底部至頂部的內(nèi)天井,但是火災(zāi)時(shí)內(nèi)天井會(huì)引發(fā)“煙囪效應(yīng)”,煙氣可能通過面向內(nèi)天井的開啟窗戶進(jìn)入四周住宅。本文利用理論分析與FDS數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究超高層住宅樓內(nèi)天井火災(zāi)時(shí)的煙氣運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及自然排煙特性。首先在前人研究的基礎(chǔ)上建立了內(nèi)天井中性面位置的連續(xù)模型,并通過FDS數(shù)值模擬的方法驗(yàn)證,對(duì)比得出內(nèi)天井中性面位置的連續(xù)模型與FDS模擬結(jié)果誤差在4.3%,且中性面位置位于內(nèi)天井中間位置靠下。其次用FDS數(shù)值模擬的方法,綜合考慮到達(dá)危險(xiǎn)時(shí)間、煙氣運(yùn)動(dòng)速度、質(zhì)量流率、溫度等因素,研究超高層住宅樓的外窗開閉狀態(tài)、內(nèi)天井的尺寸、火源位置、火源功率及環(huán)境風(fēng)對(duì)內(nèi)天井自然排煙特性的影響,模擬結(jié)果表明:1.內(nèi)天井底部火災(zāi)時(shí),四周住宅面向內(nèi)天井的窗戶都保持開啟的前提下,住宅外窗全部保持開啟狀態(tài)時(shí),內(nèi)天井的自然排煙效果好,四周住宅不會(huì)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài);外窗全部關(guān)閉時(shí),四周住宅可能達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)。2.內(nèi)天井四周住宅到達(dá)危險(xiǎn)狀態(tài)的時(shí)間與內(nèi)天井高度成二次增長(zhǎng)函數(shù),且到達(dá)危險(xiǎn)時(shí)間隨內(nèi)天井高度的增加趨于穩(wěn)定。3.內(nèi)天井長(zhǎng)度d存在安全臨界值,d≤10m時(shí)到達(dá)危險(xiǎn)時(shí)間與內(nèi)天井長(zhǎng)度滿足二次增長(zhǎng)函數(shù);d10m時(shí)到達(dá)危險(xiǎn)時(shí)間接近穩(wěn)定值。4.火源位于內(nèi)天井四周住宅時(shí),若住宅內(nèi)噴淋系統(tǒng)有效,內(nèi)天井四周其它住宅不會(huì)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài);若噴淋系統(tǒng)失效,內(nèi)天井四周其它住宅可能會(huì)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)。火源位于內(nèi)天井底部時(shí),若火源功率低于1.5MW,內(nèi)天井四周住宅均不會(huì)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài);若火源功率達(dá)到4.0MW,內(nèi)天井四周住宅可能會(huì)達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)。5.內(nèi)天井底部發(fā)生火災(zāi)時(shí),背風(fēng)側(cè)住宅受煙氣影響較大,可能達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài),四周住宅發(fā)生火災(zāi)時(shí),環(huán)境風(fēng)的作用下,著火住宅上方相鄰的住宅、避難層上下的住宅可能達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài),其余住宅受火災(zāi)煙氣的影響較小。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU834;TU972.4
【圖文】：

圖１．１住宅樓內(nèi)天井示意圖逡逑

其進(jìn)行了邋ＦＤＳ模擬驗(yàn)證；用ＦＤＳ數(shù)值模擬的方法研宄了外窗開閉狀態(tài)、內(nèi)天逡逑井的尺寸、火源位置、火源功率及環(huán)境風(fēng)對(duì)內(nèi)天井自然排煙特性的影響。本文逡逑的技術(shù)路線如下圖１．２所示。逡逑第一章首先介紹了內(nèi)天井及超高層建筑的定義、超高層建筑火災(zāi)的經(jīng)典案逡逑例和火災(zāi)特點(diǎn)，其次分析了超高層建筑內(nèi)天井火災(zāi)時(shí)的煙氣流動(dòng)特點(diǎn)，最后介逡逑紹了前人對(duì)內(nèi)天井火災(zāi)及與內(nèi)天井作用相似的豎井、中庭火災(zāi)時(shí)煙氣運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)逡逑的研究。逡逑第二章介紹了邋“煙囪效應(yīng)”的特點(diǎn)和前人的中性面模型，在前人研究的基逡逑礎(chǔ)上，構(gòu)建了適用于超高層住宅樓內(nèi)天井的中性面模型，并在對(duì)ＦＤＳ模型網(wǎng)格逡逑獨(dú)立性驗(yàn)證的基礎(chǔ)上用ＦＤＳ數(shù)值模擬的方法驗(yàn)證了邋“煙囪效應(yīng)”現(xiàn)象和內(nèi)天井逡逑的中性面模型。逡逑第「（章通過數(shù)值模擬的方法，從可見度、溫度、質(zhì)量流率、豎直流速四個(gè)逡逑方面研究超高層住宅樓外窗開閉狀態(tài)對(duì)內(nèi)天井自然排煙特性的影響，得出當(dāng)外逡逑窗保持關(guān)閉狀態(tài)時(shí)內(nèi)天井四周住宅才有可能達(dá)到危險(xiǎn)狀態(tài)，為下文研究作鋪逡逑墊。逡逑Ｓ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2727492