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0 100 200 300 400 500 600 0 100 200 300 400 500 温度(℃) 烟气扩散时间(s) Tn1 Tn2 Tn3 Tn4 图2-4 场景3 着火层内幕墙内侧热电偶温度 Figure 2-4 Thermocouple temperature inside the inner skin wall in 150 Scene 3 at fire burning floor 0 100 200 300 400 500 600 0 50 100 150 200 250 300 350 烟气扩 散时间(s) 温度(℃) TL1 TL2 TL3 TL4 图2-5 场景3 着火层内幕墙外侧热电偶温度 Figure 2-5 Thermocouple temperature outside the inner skin wall in Scene3 at fire burning floor 0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 140 160 温度(℃) 烟气扩散时间(s) TU1 TU2 TU3 TU4 Tw1 Tw2 155 图2-6 场景3 二层内、外幕墙热电偶温度 Figure 2-6 Thermocouple temperature of the Double Skin wall in Scene 3 at second floor 0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 温度(℃) 烟气扩散时间(s) Tw3 Tw4 Tw5 Tw6 160 图2-7 场景3 外幕墙内侧热电偶温度 Figure 2-7 Thermocouple temperature inside theouter skin wall in Scene 3 对比图2-4~2-7 三图得出，初始时，着火房间处于发展期间时烟气在势能的作用下冲击 165 到外幕墙，其位置在内幕墙破碎开口的上方，反映在温度曲线图上是热电偶Tw4 的温度在 100℃以上，持续了约50s，大于TL4 的温度；由于建筑高度较低，其中的“烟囱效应”不 很明显，烟气在单一烟囱效应作用下扩散速度慢，即在幕墙腔体内滞留时间较长，蔓延到幕 墙热通道内的烟气量较少，在幕墙腔体内原有冷空气的冷却下由于热烟气产生的浮力作用不 明显，火灾进入稳定期温度急剧上升，热烟气向外辐射出大量热量，产生较大的浮力，烟气 170 在“烟囱效应”和热压共同作用下向外扩散迅速，烟气向上蔓延偏移距离增大，所以Tw2 的温度较高，达到180℃左右。 与场景2 相比，场景3 气流方式下，烟气的扩散速度较快，而且有热电偶温度图知，场 景2 方式下，内幕墙的温度最高都超过了600℃以上，甚至更高。在场景3 气流方式下，内 幕墙的最高温度相对较低，在400℃左右。二层的幕墙温度较场景2 也偏低，其中外幕墙最 175 高温度Tw2=150℃，而场景2 最高温度Tw3=230℃。 2.2 气流方式2 计算结果及分析 此气流方式，不再以一层作为一个通风单元，而是从各层进风口来的风，都沿着通道汇 集至顶层顶部的总排风口而排出。在几何模型上的体现是每个楼层有进风口，楼顶有一个出 风口。对此气流方式，对模拟结果的烟气流动动画进行截图，得到此方式下的烟气流动图， 180 可以形象的观察烟气扩散现象，具体如图2-8 (a)～图2-8(f)所示： (a) 6s 时烟气进入在热通道 (b) 8s 时烟气到达顶240 端开口 (a)smoke enter the hot channel at 6s (b)smoke reach the up open at 8s 185 (c) 12s 时烟气在热通道内运动 (d) 16s 时烟气在热通道内运动 (c)smoke move in the hot channel at 12s (d)smoke move in the hot channel at 16s 图2-8 场景4 火灾时烟气在热通道的运动规律 Figure 2-8 Rule of Smoke spreading into the hot channel in Scene 4 从图2-8 (190 a)～图2-8(d)可以看出，与方式1 一样，烟气在着火房间的火源上方迅速积聚。 气流方式2 下，从各层进风口来的新风，全部汇集至顶层，从然后顶部的总排风口排出，由 于房屋全高会产生较高的产生的压差，从而能形成强烈的风流。当发生火灾时，室内燃烧物 产生较多的热量，温度也大幅度的上升，比室外的温度要高很多。室内外出现的较大温差， 形成了强烈的“烟囱效应”，可以成为有效排烟的动力，此方式排烟效果较好。 195 观察图2-8 (b)，并与图2-8 (b)对比，相同时间8s 时，方式2 的烟气扩散速度比方式1 要快。方式2 中烟气蔓延出幕墙的速度大于方式1 的蔓延速度。此外比较12s 时，烟气的扩 散，也可以得出此结论。 从图2-8 (d)看出，烟气紧贴着内幕墙，经过房间外窗蔓延进入烟通道向上流动，这是火 灾中常见的贴壁现象。当贴壁的烟气流的温度达到500℃以上时，一旦接触到房间内其他窗 200 户的玻璃，就会导致玻璃的破碎，从而形成房间的对流气流组织形式。新鲜冷空气进入着火 房间加剧火灾的发展，形成恶性循环，造成火灾发展趋势越来越迅猛，损失及危害也越来越 大。 在双层幕墙的内、外侧共设置了18 个热电偶，幕墙热电偶探测器测得的温度示意图如 图2-9~图2-12。 0 100 200 300 400 500 600 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 温度(℃) 烟气扩散时间(s) Tn1 Tn2 Tn3 Tn4 205 图2-9 场景4 着火层内幕墙内侧热电偶温度 Figure 2-9 Thermocouple temperature inside the inner 265 skin wall in Scene 4 at fire burning floor 0 100 200 300 400 500 600 0 50 100 150 200 250 300 350 温度(℃) 烟气扩散时间(s) TL1 TL2 TL3 TL4 210 图2-10 场景4 着火层内幕墙外侧热电偶温度 Figure 2-10 Thermocouple temperature outside the inner skin wall in Scene 4 at fire burning floor 0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 140 温度(℃) 烟气扩散时间(s) TU1 TU2 TU3 TU4 Tw1 Tw2 图2-11 场景4 二层内、外幕墙热电偶温度 215 Figure 2-11Thermocouple temperature of the Double skin wall in Scene 4 at second floor 0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 烟气扩散时间(s) 温度(℃) Tw3 Tw4 Tw5 Tw6 图2-12 场景4 外幕墙内侧热电偶温度 Figure 2-12 Thermocouple temperature inside the outer 220 skin wall in Scene 4 图2-11 和图2-12 是双层内幕墙及外幕墙内侧的热电偶数据曲线图，可以看出双层内幕 墙外侧的热电偶最高温度为TU2＝78℃，外幕墙内侧的最高温度为Tw4=172℃，说明火灾 时，热烟气对外幕墙的作用比对上层楼房内幕墙的作用影响要大。即火灾时同层的外幕墙会 225 比上层的内幕墙先熔化或者破碎。当外幕墙破碎后，可以加快烟气向大气中扩散，相对比较 有利。 3 结论 对不同条件下的双层玻璃幕墙的火灾特性进行了数值模拟。对三种气流方式进行了模 拟，对结果分析和比较，得出以下结论： 230 1）气流方式1 以柱间为一个单元，一个柱间全高打通，形成为排风的竖井，风从建筑 的顶部排出到室外，烟气的扩散速度较快，此方式下烟气在热通道内会出现漩涡现象，烟气 对二层的热作用不是很强； 2）气流方式2 是从各层进风口来的风，都沿着通道汇集至顶层顶部的总排风口而排出， 房屋全高会产生较高的产生的压差，能形成强烈的风流，此方式的烟气扩散效果比前一种要 235 好。 在各种火灾中，建筑火灾事故占有相当大的比例，因此对建筑火灾进行深入的研究具有 重大的实用价值。 学术论文网Tag：代写论文 论文发表 代发论文 职称论文发表 建筑论文 |
