基于FDS的辦公大樓火災(zāi)數(shù)值模擬研究中期報(bào)告【摘要】本文以某辦公大樓為對(duì)象，利用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬軟件FDS（FireDynamicsSimulator）對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬，研究其火災(zāi)煙氣擴(kuò)散、溫度變化等特性。本文主要介紹了數(shù)值模擬的流程和方法，包括建立模型、設(shè)定參數(shù)、進(jìn)行計(jì)算等方面。初步模擬結(jié)果表明，在一些情況下，火災(zāi)可能會(huì)造成地下車(chē)庫(kù)的煙氣溫度過(guò)高，導(dǎo)致車(chē)庫(kù)內(nèi)無(wú)法通行，同時(shí)也驗(yàn)證了在火災(zāi)事件中有必要使用滅火器進(jìn)行滅火的重要性?！娟P(guān)鍵詞】FDS；火災(zāi)數(shù)值模擬；煙氣擴(kuò)散；溫度變化；地下車(chē)庫(kù)；滅火器【正文】一、研究背景由于城市化進(jìn)程不斷加快，高層建筑的數(shù)量和高度也在不斷增加。因此，火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)也在逐年增加，如果火災(zāi)得不到及時(shí)控制，后果將不堪設(shè)想。因此，對(duì)于火災(zāi)的研究已成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。傳統(tǒng)的建筑火災(zāi)研究通常通過(guò)火災(zāi)試驗(yàn)進(jìn)行，但是這種方法具有成本高、操作難度大、風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題。相比之下，火災(zāi)數(shù)值模擬方法具有計(jì)算速度快、模擬效果好、精度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于火災(zāi)研究領(lǐng)域。在火災(zāi)數(shù)值模擬領(lǐng)域，F(xiàn)DS（FireDynamicsSimulator）是目前應(yīng)用最為廣泛的工具之一，它可以對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三維模擬，以確定煙氣擴(kuò)散、溫度變化等火災(zāi)特征參數(shù)，為火災(zāi)控制和滅火提供重要的參考依據(jù)。因此，本文以某辦公大樓為對(duì)象，利用FDS軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)其火災(zāi)煙氣擴(kuò)散、溫度變化等特性進(jìn)行研究，并為消防工作提供參考。二、研究方法1.建立模型建立數(shù)值模型是火災(zāi)數(shù)值模擬的關(guān)鍵步驟之一，它直接影響到數(shù)值模擬的準(zhǔn)確度和有效性。本文選取某辦公大樓為研究對(duì)象，首先通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量和拍攝，獲取其平面圖和立體模型。然后，利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)建筑進(jìn)行建模，包括設(shè)置樓層數(shù)、房間大小等參數(shù)。同時(shí)，在模型中還需設(shè)置火源、火源位置、燃燒材料等參數(shù)，以便進(jìn)行火災(zāi)的數(shù)值模擬。2.設(shè)定參數(shù)FDS軟件提供了豐富的參數(shù)設(shè)置功能，通過(guò)合理的參數(shù)設(shè)置可以更好地模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況。在本文中，我們主要關(guān)注以下參數(shù)：（1）燃燒材料的熱值、熱解速率等參數(shù)；（2）火源溫度、大小、形狀等參數(shù)；（3）房間大小、門(mén)窗位置、通風(fēng)等參數(shù)；（4）計(jì)算時(shí)間、計(jì)算精度等參數(shù)。3.進(jìn)行計(jì)算在模型建立和參數(shù)設(shè)定完成后，就可以進(jìn)行數(shù)值計(jì)算了。FDS軟件采用基于物理的數(shù)值模擬方法，通過(guò)求解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、速度、濃度等參數(shù)，來(lái)掌握火災(zāi)發(fā)展的情況。在計(jì)算過(guò)程中，例如煙氣溫度、煙氣生成速率、煙氣分布等參數(shù)會(huì)實(shí)時(shí)輸出，人們可以通過(guò)這些參數(shù)來(lái)掌握火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況。三、初步結(jié)果分析通過(guò)上述方法，我們進(jìn)行了模擬計(jì)算，并得到了初步結(jié)果，以下是部分結(jié)果：1.煙氣分布模擬結(jié)果顯示，火災(zāi)發(fā)展較快，煙氣迅速擴(kuò)散至房間內(nèi)的各個(gè)角落。此外，煙氣分布也受到建筑內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備等因素的影響，不同房間煙氣的分布情況存在差異。2.煙氣溫度在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，煙氣溫度是受到煙氣生成速率、煙氣擴(kuò)散速度等多個(gè)因素影響的。模擬結(jié)果顯示，在一些情況下，火災(zāi)可能會(huì)造成地下車(chē)庫(kù)的煙氣溫度過(guò)高，導(dǎo)致車(chē)庫(kù)內(nèi)無(wú)法通行。3.滅火器作用模擬結(jié)果還驗(yàn)證了在火災(zāi)事件中有必要使用滅火器進(jìn)行滅火的重要性。通過(guò)計(jì)算不同滅火器對(duì)火源的滅火效果，可以選擇合適的滅火裝置，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的最大程度控制。四、結(jié)論本文以某辦公大樓為對(duì)象，利用FDS軟件進(jìn)行火災(zāi)數(shù)值模擬分析，研究了其火災(zāi)煙氣擴(kuò)散、溫度變化等特性。通過(guò)初步結(jié)果分析，我們可以得出以下結(jié)論：1.火災(zāi)發(fā)展速度較快，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)應(yīng)盡快采取措施控制火源。2.煙氣溫度受煙氣生成速率、煙氣擴(kuò)散速度等多個(gè)因素影響，模擬結(jié)果可能對(duì)實(shí)際情況存在一定誤差。3.在火災(zāi)事件中有必要使用滅火器進(jìn)行滅火，通過(guò)計(jì)算不同滅火器對(duì)火源的滅火效果，選擇合適的滅火裝置。據(jù)此，我們可以針對(duì)不同的火災(zāi)情況采取相應(yīng)的消防措施，為火災(zāi)控制和滅火提供更加準(zhǔn)確的參考依據(jù)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]McGrattanKB，HostikkaS.CFAST-Consolidatedmodeloffiregrowthandsmoketransport.NISTSpecialPublication,2004.[2]McGrattanKB，etal.Fir