【摘要】：隨著四十年中國改革開放以來國家經濟的高速發(fā)展,近些年來我國各地區(qū)高層建筑的建設規(guī)模和數量日益增多,高層建筑一旦發(fā)生火災,很有可能會造成嚴重的人員傷亡與巨大的財產損失。世界各國高層建筑火災案例的逐年頻發(fā),國內外專家學者雖一直不斷的對已建成的高層建筑火災煙氣及人員疏散做了很多的理論及實驗研究,然而卻對正在施工中的高層建筑主體結構發(fā)生火災時的煙氣規(guī)律及疏散研究非常少,研究此類問題具有十分重要的實際意義。高層建筑主體結構施工期發(fā)生火災,火災產生的煙氣在各樓層房間區(qū)域蔓延,排煙只能靠高層建筑本身結構自然排煙,煙氣在樓梯間、電梯井中擴散必然復雜多變,研究此類問題時需建立精確、可靠的場模型進行火災模擬,本文選用國際上通用的模擬建筑火災煙氣流動的流體動力學火災軟件Pyro Sim進行模擬。本文在研究高層建筑施工現場火災煙氣運動理論和總結分析施工現場各類可能引發(fā)火災風險因素的基礎上,通過Pyro Sim軟件建立了已經施工至十一層的某小區(qū)高層住宅樓的物理模型,得出了分別在一層和五層樓層的著火源位置處煙氣流動的特點及規(guī)律,以及分別設置同風向不同風速、同風速不同風向時各種工況下煙氣在不同位置處的溫度、流動速度、一氧化碳濃度值變化和對比。1.當著火源位于一層時,火災發(fā)生后20s后,煙氣通過天井、電梯井、設備電器井蔓延至十一層施工區(qū),危害正在十一層的施工人員安全,在煙囪效應作用下,煙氣在天井、電梯井、設備井中向上流動速度很快,最快流動速度達到5.7m/s,溫度和一氧化碳濃度在豎井結構中也相對較高,而在樓梯間內煙氣上升流動相對較慢,樓梯間煙氣流動最快的速度為1.86m/s。2.當著火源在五層樓層位置時,煙氣對著火源以下樓層影響較小,在上面樓層處煙氣流動速度、溫度、一氧化碳濃度都產生相應變化。3.當建筑物受到北側方向不同風速影響,當風速越大,在著火源附近區(qū)域煙氣溫度越低,煙氣運動速度越快,一氧化碳在樓梯間內濃度相對下降。4.建筑物在同風速不同風向下影響下,整體上室外風對所選模擬建筑物樓梯間處煙氣速度影響為北側風南側風西側風,西側風下樓梯間和走廊處區(qū)域煙氣中一氧化碳濃度最高,北側風下一氧化碳濃度降低明顯,而室外風對著火源附近區(qū)域溫度變化影響為西側風北側風南側風。5.最后通過安全疏散模擬軟件Pathfinder,結合施工現場作業(yè)人員疏散條件、各種因素并建立疏散模型,模擬不同火災工況下建筑物內施工作業(yè)人員疏散時間,結果表明,在不同的火災工況下,施工人員安全出口選擇不同,會直接影響人員疏散的線路及整體疏散時間。本文所研究的高層建筑主體結構施工期發(fā)生火災煙氣流動特點,蔓延規(guī)律及施工人員的疏散模擬,對高層建筑施工期火災預防、施工期間火災應急響應預案制定、施工人員安全疏散提供理論依據及參考。
【圖文】：

從世界各地火災案例中對起火原因分析得出，住宅和其他建筑的火災比例高達 35%，如圖1-1 所示[2]，因住處和其他建筑火災原因導致人員死亡比例高達 90%，如圖 1-2 所示[2]。圖 1-1 起火原因占比分布 圖 1-2 起火原因造成死亡占比分布圖隨著我國經濟的迅速發(fā)展，全國各地城市化進程加快，導致各地區(qū)城市用地日益緊張，各地商業(yè)競爭加劇，從而促進房地產業(yè)的崛起，尤其是高層建筑發(fā)展更加迅速，直至目前仍然沒有放緩的趨勢。據統(tǒng)計國內大城市如上海、北京、天津等已建和在建高層建筑均已突破或接近 10000 棟，，其中，上海市的高層建筑數量更是達到了 14000棟，總量位居世界之首。隨著高層建筑群數量與規(guī)模的逐年增加、建筑高度的不斷增高，高層建筑火災事故發(fā)生概率也隨之升高，據統(tǒng)計，從 2007 年至 2008 年，我國共發(fā)生高層建筑火災案例 990 起，直接經濟損失高達 3.3 億元人民幣[3]。高層建筑的發(fā)展與建筑火災案例的增加促使建筑火災規(guī)律、安全、疏散等問題的研究

1.2 研究背景1.2.1 建筑火災概述火災是由于物質不可控燃燒而形成的燃燒災害，在整個世界范圍多發(fā)性災害中，火災是人類社會生產生活中發(fā)生頻率最高、最廣泛地威脅大眾生命安全和阻礙社會發(fā)展的主要災害之一，其危害程度與造成的損失不亞于地震和洪水災害。火災不僅對社會造成巨大的物質財產損失，對環(huán)境造成污染和破壞，更對人類生命安全造成極大的威脅。根據世界火災統(tǒng)計中心（WFSC）和消防統(tǒng)計中心(CFS) 的公開統(tǒng)計資料顯示，在 21 世紀初，每年全球范圍內經媒體報道的火災事故案例達到 700-800 萬起，因火災導致人員死亡的達 7-8 萬人，導致受傷人員多達 50-80 萬人；在歐美等發(fā)達國家中，每年因火災造成的經濟損失和用于防治火災的費用占到國民生產總值的 1%，從世界各地火災案例中對起火原因分析得出，住宅和其他建筑的火災比例高達 35%，如圖1-1 所示[2]，因住處和其他建筑火災原因導致人員死亡比例高達 90%，如圖 1-2 所示[2]。
【學位授予單位】：安徽建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU998.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉承東;張舉兵;魏立新;隋軍;牟在根;;地下綜合體建筑火災中的煙氣擴散模擬試驗研究[J];科技創(chuàng)新導報;2015年27期

2 陶昆;;在建工程施工工地的火災案例分析及消防安全對策[J];建筑安全;2015年07期

3 郝蕾;;高層建筑施工現場火災風險因素分析[J];建筑安全;2014年10期

4 朱路;倪曉陽;;高層建筑樓梯間火災煙氣流動影響模擬研究[J];建筑安全;2014年08期

5 王楷;劉志剛;汪小志;孫欣杰;;大型建筑火災煙氣流動與控制研究[J];消防科學與技術;2014年05期

6 呂辰;劉澤功;周建;王明重;;建筑火災時期人員密度對安全疏散時間的影響分析[J];中國安全生產科學技術;2013年07期

7 陳南;吳迪;徐曉楠;;某大型綜合性高層建筑安全疏散性能化評析[J];消防科學與技術;2012年04期

8 王宗存;智會強;謝天光;李艷娜;;某高層辦公建筑雙內天井排煙研究[J];消防科學與技術;2012年03期

9 侯龍飛;李銘;崔武遠;莫橫;;風速對高層建筑火災時環(huán)境中煙氣分布的影響[J];中國安全生產科學技術;2011年08期

10 王靜;王偉;柯琪材;鄭梓德;;基于Pathfinder的某高校圖書館人員疏散模擬研究[J];安防科技;2011年06期

相關博士學位論文 前4條

1 師文喜;高層建筑樓梯間及相連空間內煙氣流動特性與火行為研究[D];中國科學技術大學;2014年

2 楊立兵;建筑火災人員疏散行為及優(yōu)化研究[D];中南大學;2012年

3 孫曉乾;火災煙氣在高層建筑豎向通道內的流動及控制研究[D];中國科學技術大學;2009年

4 朱杰;超高層建筑豎井結構內煙氣運動規(guī)律及控制研究[D];中國科學技術大學;2008年

相關碩士學位論文 前10條

1 湯靜;典型結構走廊火災煙氣流場的數值模擬研究[D];安徽理工大學;2016年

2 楊雪英;高層建筑火災煙氣蔓延規(guī)律的研究[D];中北大學;2015年

3 張志魁;基于Pyrosim和Pathfinder的建筑火災數值模擬和安全疏散研究[D];天津理工大學;2015年

4 柴盼;高層建筑火災場景設置研究[D];重慶大學;2014年

5 朱耀杰;高層建筑樓梯間及電梯井火災煙氣運動與控制數值模擬[D];太原理工大學;2010年

6 李改;高層建筑火災煙氣流動規(guī)律及煙氣控制研究[D];安徽建筑工業(yè)學院;2010年

7 王海濤;單室火災的三維場模擬分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

8 馮猛;室內火災隨機性研究[D];同濟大學;2007年

9 謝正良;大空間建筑性能化防火設計研究[D];同濟大學;2007年

10 陳軍華;高層建筑樓梯間及前室煙氣控制方式的數值模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

本文編號：2700737