本文關(guān)鍵詞：計算機技術(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。

第25卷增刊2010年10月

災(zāi) 害 學(xué)

JOURNALOFCATASTROPHOLOGY

Vol 25No S0Oct 2010

計算機技術(shù)在建筑火災(zāi)安全上的綜合應(yīng)用

許 鎮(zhèn),唐方勤,任愛珠

(清華大學(xué)土木工程系 防災(zāi)減災(zāi)研究所,北京 100084)

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摘 要:為通過計算機技術(shù)低成本的、高效的、準確的解決建筑火災(zāi)安全問題,對計算機技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)安全上的綜合應(yīng)用進行研究,并以某一小學(xué)教學(xué)樓為例將應(yīng)用成果進行展示。首先,通過FDS軟件對該建筑某火災(zāi)場景進行了火場數(shù)值模擬�；贔DS的數(shù)據(jù),利用RCFire程序進行了結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部溫度計算和結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)計算。最后,在Vega的虛擬現(xiàn)實平臺上將構(gòu)件內(nèi)部溫度和結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)的結(jié)果進行了動態(tài)圖形展示,并實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)的同步漫游。本文將建筑火場模擬技術(shù)、結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)計算技術(shù)和場景表現(xiàn)技術(shù)上綜合應(yīng)用到同一建筑上,形成了一個更為準確的結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)模擬系統(tǒng),同時也為進一步的建筑火災(zāi)場景仿真奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu);火場;火災(zāi)反應(yīng);場景模擬;綜合應(yīng)用中圖分類號:TU393 3 文獻標識碼:A 文章編號:

1000-811X(2010)S0-0309-05

得計算更加準確。本文將結(jié)構(gòu)反應(yīng)計算結(jié)果在虛

0 引言

火災(zāi)是各種自然災(zāi)害中的最危險、最常見、最具毀滅性的災(zāi)種之一

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擬現(xiàn)實平臺中進行展示,實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)的同步漫游,為進一步建筑火災(zāi)場景仿真奠定基礎(chǔ)。

本文選取某小學(xué)教學(xué)樓為例,將火場模擬、構(gòu)件內(nèi)部溫度計算、結(jié)構(gòu)反應(yīng)模擬和虛擬現(xiàn)實技術(shù)在該建筑中綜合應(yīng)用。本文通過FDS進行建筑火場模擬,利用清華大學(xué)自主開發(fā)的RCFire程序進行構(gòu)件內(nèi)部溫度計算和結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)模擬計算,最后在基于Vega的虛擬現(xiàn)實平臺中將構(gòu)件內(nèi)部溫度和結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)結(jié)果進行展示。本文的工作可用于結(jié)構(gòu)火災(zāi)安全評估,為提高結(jié)構(gòu)火災(zāi)安全性提供技術(shù)支持,同時也可用于人員火災(zāi)安全教育、訓(xùn)練等,為進一步的建筑火災(zāi)場景仿真奠定了基礎(chǔ)。

,容易造成嚴重的傷亡

和財產(chǎn)損失。通過實驗手段解決建筑火災(zāi)安全問題,一方面火災(zāi)實驗成本很高,另一方面由于火災(zāi)的危險性,一些實驗難以操作,如火災(zāi)下人員疏散等

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。因此,在解決建筑火災(zāi)安全問題上,

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計算機技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。通過計算機技術(shù)可以對建筑火災(zāi)中火場、結(jié)構(gòu)變化、人員疏散等諸多問題進行模擬,極大的降低了成本,而且通過合理的模型和模擬方法,可以高效的、科學(xué)的解決建筑火災(zāi)安全問題。

在火場模擬方面,以美國國家技術(shù)標準局開發(fā)的FDS軟件和CFAST軟件建筑火場模擬應(yīng)用較多,煙氣運動情況、氣體組分、溫度分布等都可以通過計算機火場模擬得到;在結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)計算方面,基于大型通用有限元的軟件的結(jié)構(gòu)計算,如ANSYS、ABAQUS等,已經(jīng)在有了不少的應(yīng)用。然而,結(jié)合火場模擬和虛擬現(xiàn)實平臺的結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)計算相關(guān)研究還比較少。本文將火場模擬與結(jié)構(gòu)反應(yīng)計算相結(jié)合,不使用傳統(tǒng)的標準室內(nèi)升溫曲線來進行結(jié)構(gòu)計算,而采用更為接近實際火災(zāi)的基于FDS的火場模擬溫度數(shù)據(jù),使

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1 整體思路

1 1 基于FDS的火場模擬

FDS(FireDynamicsSimulator)是美國國家技術(shù)標準研究所(NIST)開發(fā)的模擬火災(zāi)中流體運動的計算流體動力學(xué)軟件。基于FDS火場模擬的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,本文采用FDS的溫度數(shù)據(jù)用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件熱傳導(dǎo)計算和結(jié)構(gòu)火災(zāi)反應(yīng)計算。此外,FDS還可以輸入煙氣組分、熱輻射等多種火場相關(guān)量,

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也可用于實現(xiàn)火災(zāi)煙氣毒性及綜合危害評價、

收稿日期:2010-09-25

基金項目:國家科技支撐項目 農(nóng)村建筑防火與抗火技術(shù)研究與示范!(2006BAJ06B06)

()男,,北京人, E mai:lm@gmail m

  本文關(guān)鍵詞：計算機技術(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。