FDS+EVAC5.0在建筑火災(zāi)和人員疏散領(lǐng)域中的研究進(jìn)展
本文關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑火災(zāi)安全上的綜合應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
警系統(tǒng)和疏散措施不熟悉);旅館或寄宿學(xué)校(居民可能處于睡眠狀態(tài),但對(duì)建筑物、報(bào)警系統(tǒng)和疏散措施熟悉);旅館公寓(居民可能處于睡眠狀態(tài),對(duì)建筑物、報(bào)警系統(tǒng)和疏散措施不熟悉);醫(yī)院,療養(yǎng)院及其他社會(huì)公共機(jī)構(gòu)(有相當(dāng)數(shù)量的人員需要幫助)。
利用FDS+EVAC模擬人員疏散的應(yīng)用實(shí)例很多,其中:朱杰,夏銳,唐家祥,,王珍的《某高層建筑商業(yè)中心火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及人員疏散研究》通過對(duì)某高層建筑商業(yè)中心設(shè)計(jì)工程存在的主要消防問題分析。確定了其性能化設(shè)計(jì)目標(biāo),設(shè)置了火災(zāi)場(chǎng)景,采用CFD方法對(duì)其進(jìn)行了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及人員疏散模擬計(jì)算分析。最終提出了保證該商業(yè)中心消防安全的強(qiáng)化措施和建議[10];魏文君,李小柱的《某商業(yè)綜合體人員疏散的模擬分析》針對(duì)西安市某商業(yè)綜合體火災(zāi)實(shí)例,根據(jù)該建筑特點(diǎn)和人員荷載情況,通過經(jīng)驗(yàn)公式法和計(jì)算機(jī)模擬兩種性能化分析方法,對(duì)實(shí)際火災(zāi)時(shí)的人員疏散場(chǎng)景進(jìn)行計(jì)算,得出人員疏散至安全地點(diǎn)的時(shí)間,通過與FDS的火災(zāi)模擬計(jì)算結(jié)果的比較來檢驗(yàn)人員疏散的安全性[11];張小英,馬曉茜,陶平的《高層建筑火災(zāi)時(shí)的人員安全疏散性能》將火災(zāi)情況下人員的疏散過程分成覺察、發(fā)出警報(bào)及行動(dòng)3個(gè)部分,采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到人員覺察和疏散的時(shí)間,并采用水力模型模擬人員在樓梯間的疏散過程,計(jì)算高層建筑火災(zāi)情況下人員在樓梯和通道的流動(dòng)時(shí)間,實(shí)現(xiàn)人員疏散過程的計(jì)算機(jī)模擬.最后以一棟教學(xué)樓為例,計(jì)算了危險(xiǎn)來臨時(shí)間和周一到周六各上課時(shí)段的人員疏散所需時(shí)間,分析了教學(xué)樓的安全疏散性能[12];劉建民,岳合生的《高層建筑火災(zāi)煙氣蔓延的FDS模擬》建立了一個(gè)簡(jiǎn)化的高層建筑模型,采用FDS模擬軟件對(duì)高層建筑火災(zāi)進(jìn)行了火災(zāi)模擬,得出了煙氣蔓延速度、溫度、CO(一氧化碳)濃度以及能見度的變化規(guī)律,為高層建筑火災(zāi)煙氣的有效控制、人員疏散、火災(zāi)撲救提供了一定的理論依據(jù)[13];許鎮(zhèn),唐方勤,任愛珠的《計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑火災(zāi)安全上的綜合應(yīng)用》通過FDS軟件對(duì)該建筑某火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行了火場(chǎng)數(shù)值模擬。基于FDS的數(shù)據(jù),利用RCFire程序進(jìn)行了結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部溫度計(jì)算和結(jié)構(gòu)火災(zāi)反
應(yīng)計(jì)算。最后,在Vega的虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)上將構(gòu)件內(nèi)部溫度和結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行了動(dòng)態(tài)圖形展示,并實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)的同步漫游,將建筑火場(chǎng)模擬技術(shù)、結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)計(jì)算技術(shù)和場(chǎng)景表現(xiàn)技術(shù)上綜合應(yīng)用到同一建筑上,形成了一個(gè)更為準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)模擬系統(tǒng),同時(shí)也為進(jìn)一步的建筑火災(zāi)場(chǎng)景仿真奠定了基礎(chǔ)[14];謝曉剛,胡忠日,唐勝利的《淺談FDS軟件對(duì)非規(guī)則建筑邊界的定義》認(rèn)為FDS軟件對(duì)單房間或數(shù)目較少的房間作火災(zāi)預(yù)測(cè)分析時(shí),是一個(gè)很好的分析工具,但在對(duì)不規(guī)則建筑的邊界定義粗糙時(shí),所計(jì)算的結(jié)果將很不理想,文中對(duì)這些特殊建筑如弧形墻、傾斜墻及其墻上開口的邊界給出了合理的定義。同時(shí)應(yīng)用FDS軟件對(duì)不同大小的網(wǎng)格進(jìn)行了計(jì)算探討,將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)合理的網(wǎng)格大小,對(duì)理解FDS軟件的應(yīng)用有很好的工程實(shí)用價(jià)值[15]。
諸如此類的模擬還很多,應(yīng)用此軟件對(duì)建筑火災(zāi)進(jìn)行模擬,可以分析建筑的安全性能,為人們的生命財(cái)產(chǎn)提供保障。
4 結(jié)論
通過前輩們對(duì)FDS+EVAC的不懈研究,讓我得出以下結(jié)論:
建筑火災(zāi)環(huán)境下的疏散安全評(píng)估研究是FDS+EVAC當(dāng)仁不讓的強(qiáng)項(xiàng),也可應(yīng)用于高層建筑物、大型體育場(chǎng)館、商場(chǎng)超市等公共場(chǎng)所的人員疏散模擬以及大型交通工具如輪船、火車的疏散模擬。FDS+EVAC可模擬人數(shù)多達(dá)每組疏散網(wǎng)格一萬人,這對(duì)大部分疏散研究已經(jīng)足夠。但在以下方面還存在不足[16]:
(1)幾何建模的限制;
(2)煙氣毒害計(jì)算的限制;
(3)出口路線選擇的限制;
(4)探測(cè)和響應(yīng)時(shí)間的限制;
(5)樓梯模型和電梯模型的限制;
(6)人體尺寸特征的限制。
盡管它遠(yuǎn)未完善,它仍不失為一個(gè)較好的火災(zāi)條件下的人員疏散模擬軟件,不但免費(fèi),而且開放源代碼。FDS+EVAC模擬結(jié)果的可靠性并不完全取決于軟件本身,更取決于用戶經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及和其它軟件的對(duì)比。FDS是當(dāng)今火災(zāi)安全領(lǐng)域中最先進(jìn)數(shù)值模擬軟件,而EVAC又搭乘了FDS這個(gè)有影響力的平臺(tái)[17] 。因此有理由相信EVAC必將會(huì)在各方面得到發(fā)展和完善,而我們需要做的工作就是通過模擬及實(shí)驗(yàn)的對(duì)比[18],來驗(yàn)證其準(zhǔn)確性,從而提高人員疏散的可靠性。
總之,疏散中對(duì)人員的行為模擬是最復(fù)雜最困難的,到目前為止還沒有一個(gè)模型能夠完全解決疏散行為的各個(gè)方面[19]。但是可以預(yù)見的是,未來的疏散模型將包含更多行為細(xì)節(jié),朝著能預(yù)測(cè)個(gè)體行為,能模擬大規(guī)模人群和復(fù)雜行為特性,能處理建筑結(jié)構(gòu)、環(huán)境和人的行為之間復(fù)雜相互關(guān)系的方向發(fā)展。
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