本文關(guān)鍵詞：不同氣象條件下彩鋼夾芯板房防火間距的模擬研究

  更多相關(guān)文章： 彩鋼夾芯板 FDS 熱輻射強(qiáng)度 對流換熱強(qiáng)度 防火間距

【摘要】：我國是世界上自然災(zāi)害發(fā)生廣泛、災(zāi)種多樣、災(zāi)情嚴(yán)重的國家,加之人口眾多,導(dǎo)致在自然災(zāi)害發(fā)生時,短時間內(nèi)需要安置大量的災(zāi)民。特別是2008年“5·12”汶川特大地震期間,為妥善安排災(zāi)民的基本生活,短時間內(nèi)需要修建大量的過渡安置房,但無相關(guān)可參考的技術(shù)規(guī)范。因此,由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部迅速組織相關(guān)單位緊急編制了《地震災(zāi)區(qū)過渡安置房建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》(試行),以下簡稱《導(dǎo)則》,以此作為臨時安置點修建活動板房與帳篷的指導(dǎo)性規(guī)范,來滿足當(dāng)時的需要。《導(dǎo)則》中關(guān)于板房防火間距的規(guī)定是在參考國內(nèi)外相關(guān)研究成果和技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上提出的,既無試驗驗證也未考慮災(zāi)區(qū)氣象條件和地理條件的差異,明顯缺乏科學(xué)性和合理性。四川省公安消防總隊開展了有關(guān)活動板房和帳篷防火間距的全尺寸實體火災(zāi)試驗,并基于全尺寸火災(zāi)試驗數(shù)據(jù),做了相關(guān)的模擬研究。但模擬研究中的氣象條件范圍過窄,極端氣象條件設(shè)置不合理,更沒有考慮對流換熱強(qiáng)度對板房防火間距的影響,也沒有擬合出板房組團(tuán)間防火間距與氣象條件的計算公式。針對上述模擬研究中出現(xiàn)的問題,本文作進(jìn)一步的分析研究,并詳細(xì)分析對流換熱強(qiáng)度對板房組團(tuán)間防火間距的影響�；诩扔胁输搳A芯板房火災(zāi)實試驗數(shù)據(jù)(試驗環(huán)境:環(huán)境溫度為15.7℃、靜風(fēng)),運用FDS軟件建立了計算機(jī)模型,將模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行比較,證實了軟件模擬方法的正確性。隨后在試驗環(huán)境溫度下,將不同環(huán)境風(fēng)速條件時距板房正面不同距離處的最大熱輻射強(qiáng)度值與已有文獻(xiàn)中的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析�；谝陨系挠嬎銠C(jī)模型,擴(kuò)大氣象條件的范圍,分析了不同氣象條件對板房火災(zāi)發(fā)展的影響。隨后在利用風(fēng)洞試驗結(jié)果驗證流體軟件PHOENICS模擬精度的基礎(chǔ)上,建立計算機(jī)模型,模擬分析彩鋼夾芯板房室外風(fēng)場的分布情況。通過研究分析,獲得板房墻體外表面對對流換熱系數(shù)的函數(shù)關(guān)系式,從而獲得不同氣象條件下的彩鋼夾芯板房對流換熱系數(shù)值,接著研究板房火災(zāi)時熱氣體的對流換熱強(qiáng)度對安全防火間距的影響。研究表明:(1)在常見的天氣狀況下(環(huán)境溫度T為-5℃~35℃、環(huán)境風(fēng)速V為0m/s~4m/s),對流換熱強(qiáng)度占總強(qiáng)度(對流換熱強(qiáng)度和熱輻射強(qiáng)度之和)的比例為2%左右,基本可以忽略不計。因此,在進(jìn)行彩鋼夾芯板房組團(tuán)間防火間距設(shè)計時,主要是以熱輻射強(qiáng)度臨界值=10k W/m~2作為判斷標(biāo)準(zhǔn),基本可以忽略對流換熱強(qiáng)度對板房防火間距的影響;(2)極端氣象條件下(環(huán)境溫度T為50℃、環(huán)境風(fēng)速V為10m/s)的對流換熱強(qiáng)度不可忽略不計,不能單純的以熱輻射強(qiáng)度作為安全防火間距的判斷依據(jù),需考慮以10%的富裕度計算對流換熱強(qiáng)度,即以熱輻射強(qiáng)度9k W/m~2作為防火間距的判斷標(biāo)準(zhǔn)。最終利用MATLAB回歸分析出彩鋼夾芯板房組團(tuán)間防火間距的計算公式I_(r,max)=f(X,V,T)。此公式可以推廣運用到符合模擬環(huán)境的其他地區(qū),以此作為彩鋼夾芯板房組團(tuán)間安全防火間距的設(shè)計參考,并為臨時安置點板房的規(guī)劃設(shè)計和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供量化依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：彩鋼夾芯板 FDS 熱輻射強(qiáng)度 對流換熱強(qiáng)度 防火間距
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU998.1
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 研究目的15
• 1.4 研究內(nèi)容15-16
• 1.5 技術(shù)路線16-18
• 2 FDS軟件理論基礎(chǔ)及物理建模18-28
• 2.1 火災(zāi)研究場模擬的確定18-19
• 2.2 火災(zāi)湍流數(shù)值模擬理論19-21
• 2.2.1 湍流基本方程19
• 2.2.2 湍流數(shù)值模擬方法19-21
• 2.3 FDS軟件簡介21-22
• 2.4 FDS火災(zāi)模擬基本理論22-26
• 2.4.1 基本方程22-23
• 2.4.2 燃燒模型23-25
• 2.4.3 輻射換熱模型25
• 2.4.4 碳黑模型25-26
• 2.5 FDS應(yīng)用流程26
• 2.6 本章小結(jié)26-28
• 3 火災(zāi)科學(xué)及板房火災(zāi)危險性分析28-38
• 3.1 火災(zāi)科學(xué)28-33
• 3.1.1 火災(zāi)基本概念28
• 3.1.2 火災(zāi)發(fā)展過程28-29
• 3.1.3 火災(zāi)中的特殊燃燒現(xiàn)象29-31
• 3.1.4 火災(zāi)熱釋放速率（HRR）31-32
• 3.1.5 火災(zāi)煙氣特性與危害32-33
• 3.2 彩鋼夾芯板房火災(zāi)33-38
• 3.2.1 彩鋼夾芯板房簡介33-34
• 3.2.2 夾芯板房火災(zāi)危險性分析34-35
• 3.2.3 災(zāi)區(qū)彩鋼板房火災(zāi)原因分析35-36
• 3.2.4 板材防火性能要求36-38
• 4 基于已有彩鋼夾芯板房火災(zāi)試驗的模擬研究38-62
• 4.1 已有彩鋼夾芯板房火災(zāi)試驗的簡述38-40
• 4.1.1 火災(zāi)試驗內(nèi)容38
• 4.1.2 火災(zāi)試驗數(shù)據(jù)整理38-40
• 4.2 基于FDS的板房火災(zāi)數(shù)值模擬40-61
• 4.2.1 PyroSim軟件介紹40-41
• 4.2.2 PyroSim建模41
• 4.2.3 火災(zāi)場景設(shè)置41-42
• 4.2.4 模擬結(jié)果分析42-44
• 4.2.5 靜風(fēng)條件下模擬結(jié)果與試驗值對比分析44-48
• 4.2.6 不同氣象條件下的模擬結(jié)果48-59
• 4.2.7 極端氣象條件下的模擬結(jié)果59-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 5 對流換熱強(qiáng)度對板房防火間距的影響分析62-82
• 5.1 火災(zāi)中的傳熱過程62
• 5.2 對流換熱系數(shù)分析與研究62-70
• 5.2.1 對流換熱系數(shù)概述64
• 5.2.2 建筑外墻對流換熱系數(shù)研究64-70
• 5.3 PHOENICS模擬分析70-75
• 5.3.1 PHOENICS簡介70
• 5.3.2 單體建筑繞流驗證70-72
• 5.3.3 PHOENICS建模72-73
• 5.3.4 PHOENICS數(shù)值分析73-75
• 5.4 對流換熱強(qiáng)度計算及分析75-80
• 5.5 本章小結(jié)80-82
• 6 彩鋼夾芯板房組團(tuán)間防火間距計算公式及防火建議82-88
• 6.1 不同環(huán)境溫度下的計算公式82-83
• 6.2 不同環(huán)境風(fēng)速下的計算公式83-84
• 6.3 不同氣象條件下的計算公式84
• 6.4 板房防火間距計算公式的適用條件及防火建議84-88
• 6.4.1 板房防火間距計算公式的適用條件84-85
• 6.4.2 板房防火建議85-88
• 7 結(jié)論和展望88-92
• 7.1 結(jié)論88-89
• 7.2 展望89-92
• 致謝92-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 附錄 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄98-100

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本文編號：982807