室外风对火焰特征影响的数值模拟研究
两种建筑群室外风环境数值模拟分析
2. 建筑群B摘要：本研究分析了两种建筑群室外风环境数值模拟。
采用 COMSOL Multiphysics 软件进行模拟，对两种建筑群在不同季节、不同风速条件下 的风速、风向、风压进行了数值模拟。
通过对模拟结果的分析，得出了 两种建筑群的风环境特点和优缺点，并提出了相应的改进方案。
本研究 对于提高建筑群室外风环境的舒适性和安全性具有一定的理论和实际意 义。
关键词：建筑群、室外风环境、数值模拟、 COMSOL Multiphysics 引言：建筑群是指几幢以上建筑物按一定布局分布在一定范围内的建筑群 体，是人类生产、生活、劳动的重要场所。
建筑群室外风环境直接影响 建筑物的使用寿命、建筑功能发挥以及人类健康和舒适性。
因此，对于 建筑群室外风环境的研究具有十分重要的意义。
在本研究中， 我们选取了两种不同类型的建筑群进行数值模拟分析。
本文将给出这两种建筑群的情况介绍、数值模拟分析过程、结果分析和 改进措施。
一、建筑群情况介绍1. 建筑群 A建筑群 A 位于城市中心，由两栋高层住宅和一栋商业综合楼组成， 总建筑面积为 6.3 万平方米。
其中，高层住宅分别为 18 层和 22 层，商 业综合楼为 5 层，建筑风格现代简洁。
建筑群B 位于城市郊区，由一栋大型综合型医院和两栋高层写字楼组成，总建筑面积为8.6 万平方米。
其中，医院为一座重点建设工程，占地面积较大，高层写字楼分别为25 层和22 层，建筑风格简约大气。
二、数值模拟分析过程本研究采用COMSOL Multiphysics 软件进行数值模拟分析。
在模拟过程中，我们选取了两种典型的季节，分别为夏季和冬季。
在每个季节中，模拟了不同风速下的风场分布，包括风速、风向和风压等参数。
在模拟过程中，我们采用了三维封闭模型，并设置了不同类型的边界条件和区域物性参数等信息。
三、结果分析在模拟过程中，我们得到了建筑群A 和建筑群B 在不同季节和不同风速下的风环境分布情况。
室外风对高层建筑竖井内烟气运动影响的数值模拟
磷腌理 ＿ 臻毋巍 ＝
室外 风对 高层 建 筑 竖井 内烟气 运 动影 响 的数 值 模 拟
黄冬梅 朱 ， 杰 夏 ， 锐 李 ， 俊 （． 南交通 大 学， １西 四川 成都 ６ ０ ３ ； ． １ ０ １ ２ 成都 市 消防支 队 ， 四川 成都 ６ ０ ４ ） １ ０ １
网格 尺寸 为 ０ １ｒ ． ｎ×０ １ｒ ×０ １ｒ。火 源功 率取 ５ ０ ． ｎ ． ｎ ０ ｋ ／ 模拟 时间 为１ ０Ｓ 火源位 置取 １ 前室 内及 ｗ ｍ， ０ 。 ７ｍ
０ｍ 前 室 内。 （） ４ 中性 面位置的确定 。中性面是高层建筑发生火
在前 人研 究 的基 础 上 ， 笔者 采 用专 业 的火 灾 模 拟
构 及 尺 寸 如 图 １所 示 。在 竖井 的 中心 线处 由下 到 上
向条 件下 室外 风对 高 层建 筑 竖井 内烟 气运 动 的影 响 ，
对于 建筑防火 设计及 人员 的安 全疏散 有非 常重 要 的意
４ ２ｒ、 １ｒ ． ２ ｎ ｎ处悬 挂探头 ， 测定该 处气 体的 温度 、 速度 、
响最大： 火源 位 于 中性 面 以 上 时 ， 气 通 过 竖 井 与 前 室 的 开 口 烟
式 中 ： 高度 为ｈ处 的风速 ， ｓＶ 为基 准高度 ｈ 处 Ｖ为 ｍ／ 。 ｉ 。 的风速 ， ｓ 为指数 。 ｍ／ ；
向 竖 井 内蔓 延 ， 向 下 运 动 ； 火 源 位 于 中性 面 以 下 时 ， 室 内 并 而 前
软件 Ｆ Ｓ模 拟 不 同风 向条件 下 竖 井 内烟气 的 运 动 规 Ｄ
律 ， １ 高处 为基点 ， 以 ０ｍ 模拟 区域 随着 高度 的变化 ， 风
速 服从 指数 律 变 化 ， 设 定 Ａ、 Ｈ两 个测 点 ， 定 该 处 测 的 温度 、 度 、 Ｏ 及 ｃ 体 积 分 数 的 变 化规 律 ， 速 Ｃ Ｏ。 由此
室外风对高层建筑火灾轰燃的影响
室外风对高层建筑火灾轰燃的影响摘要：研究当火灾发生轰燃时周围烟气浓度的变化以及分析室外风速对高层建筑火灾轰燃的影响，为高层建筑火灾防火规范设计做出理论支持。
应用FDS （Fire Dynamics Simulator)软件对高层建筑火灾进行模拟，来测定当室内火灾发生轰燃时周围烟气温度和浓度发生的变化以及当通有室外风时对火灾轰燃的影响。
当建筑火灾中发生轰燃时，周围温度、CO浓度在短时间内有显著增加。
当通有室外风时，轰燃会提前发生，并且其周围温度较无风时更大，而CO浓度则相反。
关键词：高层建筑火灾；轰燃；室外风0引言轰燃是指火在建筑内部突发性的引起全面燃烧的现象，它的发生标志着火灾全面发展阶段的开始。
一旦高层建筑火灾发生轰燃，在室外风和烟囱效应的作用下，火灾的发展和烟气的蔓延势必会更加迅速。
这对于火灾的扑救以及人员的逃生都极为不利。
因此研究室外风对高层建筑火灾轰燃的影响具有重要意义。
目前，国外对火灾轰燃的研究如S. Welch[1]对大尺寸模型进行了模拟。
国内学者厉培德[2]主要分析了当火灾发生轰燃时温度的变化，火势的发展，烟气的蔓延情况以及室内火灾轰燃的预测方法。
卢平[3-4]等学者主要研究了火灾轰燃过程烟气参数的变化规律以及火源位置的不同对轰燃的影响，但是研究室外风对建筑火灾轰燃的影响的人不多。
笔者将运用FDS软件，以高层建筑里某一房间为研究对象，来分析在有室外风情况下，轰燃发生的时间以及发生后周围烟气温度和浓度，来阐述室外风对高层建筑火灾轰燃的影响。
1模型的建立笔者根据上海某商业大厦建立模型。
该高层建筑共30层，总高约为120m，层高4m,单层面积约为2025㎡，总面积约为60750㎡。
该次模拟的火源在第14层西侧的一个房间里，初始火源设为5MW。
本人根据所要研究的内容在建筑物的西侧外墙上建立长1m,宽0.5m的玻璃窗，在玻璃窗上设置测点X=0.5，Y=22.5，Z=54.5。
假设火灾火灾发展到一定阶段的时候，由于玻璃窗的爆裂意外地产生了由于高层建筑所引起的室外风效应。
外界温度对民宅室内火灾影响的数值仿真
ａｓ ｌ ａ ａｔ ｎ ｎＨａ ｂｎｗｅ ｅｃ ｎ ｕ ｔｄ ｕ ｉ ｇｌｒ ｅｅ ｄ ｉ ａｉｎ（ ｍａｌ ｐ ｒｍｅ ｔ ｒ ｉ ｒ ｏ ｄ ｃｅ ｓｎ ａｇ — ｄ ｙ ｓｍｕｌｔｏ ＬＥＳ ． ｉ ｌｔ ｎｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｉｆｒｎ ｉ ） Ｓｍｕ ａｉ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｆｅｅ ｔ ｏ ｄ
室外风环境模拟分析报告-某小区室外风环境CFD模拟分析报告(详细版)含软件操作过程
某小区项目室外风环境模拟分析报告（模板）项目名称：委托单位：咨询单位：设计单位负责人：审核人：编制人：报告日期：20XX-10-10目录1模拟概述 (1)1.1项目概况 (1)1.2风环境简述 (1)1.3参考依据 (3)1.4评价说明 (3)2技术路线 (4)2.1分析方法 (4)2.2湍流模型 (5)2.3几何模型 (7)2.4参数设置 (8)2.5气候状况 (10)3 模拟结果分析 (11)3.1夏季及过渡季 (11)3.2冬季 (15)4 结论 (19)1模拟概述1.1项目概况本工程位于XX市XX街道XX北路以东、新北路以北，地理位置优越，交通便利。
拟建10栋高层住宅、商业及配套用房，地下非机动车库及地下机动车库。
该地块总用地面积为20万m2，总建筑面积15万m2，计容面积2万m2，总建筑占地18万m2，容积率2.2，建筑密度30.3%，绿地率25.3%。
1.2风环境简述建筑群和高大建筑物会显著改变城市近地面层风场结构。
近地风的状况与建筑物的外形、尺寸、建筑物之间的相对位置以及周围地形地貌有着很复杂的关系。
在有较强来流时，建筑物周围某些地区会出现强风；如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域，则可能使行人感到不舒适、甚至带来伤害，形成恶劣的风环境问题。
在一般的气候条件下，他们直接影响着城市环境的小气候和环境的舒适性；一旦遇到大风，这种影响往往会变成灾害，使建筑外墙局部的玻璃幕墙、窗扇、雨棚等受到破坏，威胁着室内外的安全。
建筑合理布局是改善室外行人区热舒适的关键；主要是避免在寒冷冬季室外行人区风速加速（西北风情况下），如风巷效应，同时在与西北风垂直方向最好增加裙房，加大底座尺寸，避免冲刷效应和边角效应等，如图2所示。
调查统计显示：在建筑周围行人区，若平均风速V>5 m/s的出现频率小于10 %，行人不会有什么抱怨（在10 %大风情况下建筑周围行人区风速小于5 m/s，即可认为建筑周围行人区是舒适的）；频率在10%～20%之间，抱怨将增多；频率大于20 %，则应采取补救措施以减小风速。
通风状况对室内火灾过程影响的数值模拟
收稿日期:2004-04-23; 修订日期:2004-06-09基金项目:哈尔滨工业大学跨学科交叉性研究基金资助项目(HIT.MD2001.33)作者简介:邱旭东(1975-),男,黑龙江哈尔滨人,硕士,主要从事高层建筑火灾及防排烟研究.文章编号:1004-4574(2004)05-0080-05通风状况对室内火灾过程影响的数值模拟邱旭东,高甫生,王砚玲(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090)摘要:利用烟火运动场模型(FDS)模拟室内火灾过程,研究了通风开口大小对室内燃烧状况的影响,发现一定房门开度下,燃烧状况会发生周期性转换;利用线性拟合确定了房门处的最大质量流量m max与通风因子A H 间的比例系数。
通过研究指出,房门突然打开后间歇出现的两次回燃现象,可能对进入房间灭火的人员构成严重威胁,在灭火实践中应该引起高度重视。
关键词:室内火灾;场模型;FDS;通风开口;燃烧状况;周期转换;烟气二次回燃中图分类号:TU834.2 文献标识码:ANumerical simulation of ventilation status influence on room fireQI U Xu -dong,GAO Fu -sheng,WANG Yan -ling(School of Municipal &Environmental Engineering,Harbin Ins ti tute of Technology,Harbin 150090,Chi na)Abstract:This paper simulates room fire with field model FDS and studies the influence of ventilation condition on indoor bustion situation can convert periodically under a certain door opening.The door scale coefficient between max-i mum mass flux m max and ventilation factor A H was computed with linear regression.Results indicate that the second backdraft will threaten the firemen who enter room for fire fighting and the grea t attention should be paid to it.Key words:room fire;field model;FDS;ventilation orifice;combustion situation;periodic conversion;second smoke backdraft建筑火灾是破坏性最严重的灾害之一,尤以高层建筑火灾的危害最大。
室外风对火灾烟气蔓延影响的数值模拟研究
室外风对火灾烟气蔓延影响的数值模拟研究
孙雷;刘登应
【期刊名称】《中国人民警察大学学报》
【年(卷),期】2024(40)4
【摘要】通过数值模拟分析室外风作用下烟气蔓延特征,以期为高层建筑灭火救援提供理论依据。
利用FDS软件建立高层建筑起火层全尺寸模型,分析室外风风速对火灾烟气蔓延规律的影响。
模拟结果表明:风速为6.5 m·s^(-1)场景热释放速率峰
值约为无风条件下的1.6倍,当室外风风速大于10 m·s^(-1)时,热释放速率随风速
增大反而减小;室外风进入起火房间后,起火楼层各区域温度、能见度、烟气层高度、流体速度均与无风条件下存在较大差异。
针对此情况,需采取优化系统性能、充分
侦察评估、精准应用设施、灵活选用装备等相应对策确保灭火救援作战安全。
【总页数】7页(P50-56)
【作者】孙雷;刘登应
【作者单位】北京市海淀区消防救援支队
【正文语种】中文
【中图分类】TU998.1
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隧道火灾烟气蔓延影响的数值模拟研究5.山岭隧道火灾烟气蔓延特性数值模拟研究
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室内火灾中外部燃烧现象的数值模拟
通风 口喷射焰高度和深度的经验关系式 ：
Ｈ 一 １ ． （ ｗ）／一 ｈ ２ ８ Ｒ／ ３ ，
收稿 日 ２０—２２ ； 期：０６ —８修改日期：０６ ４０ ０ ２０— ７ ０
基金项 目： 国家重点基础研究专项基金 （０ １ ｔ ６ ４ ２ ０ Ｃ￣９０ ）
挡板对外部燃烧火焰 的影响 。在 １９ 年和 ２０ 年 ， ９８ ０１
通风 口喷出的火焰的尺寸和形状。１７ 年 ， ｈ ｍ ｓ 用来解释外部燃烧现象。１８ ９２ Ｔ ｏ ａ ９９年， ｌ ｚｉ ｉ Ｅ研 Ｏ ｅ ｋ ｗｃ ９ ｓ ｅ ｚ］
，
（） ３
和 Ｌｗ ］ ａ 重新研究 了 Ｙ ｋ ｉ Ｓ ｉ ｌ ｏｏ 和 ｅ ｅ 等人 的实 验 究了外部燃烧火焰对窗户上方 的墙面的辐射作用， ｇ 同 数据 ， 在假定火焰的宽度不变 的条件下 ， 出了描述 时 Ｏ ｅｚｉ ｉ 还研究 了窗户 外的水平挡板和竖直 得 ｌ ｋｅ ｃ ｓ ｗ ｚ
还不多见。随着 Ｃ Ｄ的发展以及在火灾研究 中的广 寸为 ｌ Ｆ ｍＸ２ ｍ×ｌ 一部分是窗户外 的区域 ， ｍ； 大小取 ｍ×２ ｍ×４ ｍ。墙 面设 定 为 陶瓷 纤 维 板 ， 比热 为 泛应 用 ， 数值模 拟方 法 已经成 为研 究火 灾机 理 和进 行 为 ２
ｐ ０ ０ （ｇ・ ， Ｊ Ｄ ． ｇ ｍ ， 一６ 性能化设计 的重要工具 。因此， 探讨 用 Ｃ Ｄ方法研 Ｃ 一１７ ／ｋ Ｋ） 密度为 ｌ ６ ５ｋ／ ３热传 Ｆ 究外 部燃 烧 这 一 重 要 问题 的有 效 性 是 十分 有 益 的 。 导系数为 矗 ． ３ （ ｍ ・ ） 一Ｏ ０ ７ ｗ／ ｋ 。采用 的网格 的间距
外部燃烧是室 内火灾 中火焰随烟气流 出窗户并 窗户的宽度， 是窗户的高度 ， ｚ是火焰尖端到 ｍ； ｍｌ 在窗户外燃烧的现象 。在实 际中外部燃烧通常伴 随 窗户所在壁面的水平距离， ｎ ｗ ｈ 被称为窗户 ｍｌ＝２ ／ ，
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室 外 风 对 火 焰 特 征 影 响 的数 值 模 拟 研 究
梁 振涛 。 李 思成 。陈 旺海 涛 ， 李 昌厚
（ 中国人 民武装 警察部 队学 院 ， 河北 廊坊 ０ ６ ５ ０ ０ ０ ）
摘 要： 为 研 究 高层 建 筑 或 超 高层 建 筑 中 室 外 风 在 玻 璃 破
结果表 明， 在有风条件 下 ， 无量纲热释放速率 Ｑ 、 Ｆ ｒ 数、 Ｒ 数 是 影 响火 焰 特 征 的重 要 因 素 。 因此 ， 首 先 计 算 了 各
工 况 下 的 Ｑ 、 Ｆｒ 数 和 Ｒ 数 ， 如 表 １所 示 。各 参 数 的 表 达式如式 （ １ ） ～式 （ ３ ） 所示 。
速为 ０ ～２ ４ ｍ／ ｓ ， 模 拟 时 间为 ３ ０ ０ Ｓ 。
碎 后 对 火 焰特 征 的 影 响 ， 运用 Ｆ Ｄ Ｓ数 值 模 拟 方 法 ， 对 风速 为 ０
～
２ ４ ｍ／ ｓ的 １ ７个 自由燃 烧 算 例 进 行 了模 拟 研 究 ， 拟 合 了适用
于较 大 室 外风 速 条 件 下 的 火 焰 长 度 及 其 倾 角 计 算 公 式 ， 并与 Ｄ ｆ ａ ｖ ｅ ｒ ｉ 模型、 Ｄ ｒ ｙ ｓ ｄ ａ ｌ ｅ 模 型 进 行 了对 比 分 析 。 结 果 表 明 ： 室 外
Ｄ一 百 ４ Ａ （ ４）
模 拟 使 用 的软 件 版 本 为 Ｆ Ｄ Ｓ ５ ． ３ ． ３ 。Ｆ Ｄ Ｓ模 型 是 一
个全尺寸（ ５ ｉ ｎ×４ ｒ ｎ ×３ ｍ） 的小 室 ， 其 建 立 过程 参 考某 超
高 层 建 筑 宾 馆 单 人 间卧 室 等 小 室 的实 际 情 况 。窗 户 和房
１ Ｆ Ｄ Ｓ模 型 的建 立
Ｒｅ ＝ｕ ｐ ． Ｄ
ａ
（ ３ ）
式中 ： “为风 速 ， ｍ／ ｓ ； Ｑ为 热 释 放 速率 ， 即火 灾 充 分 发 展 阶 段 热 释放 速 率 的平 均 值 ， ｋ Ｊ ／ ｓ ； ｐ ， 为环境空气密度 ， ｋ ｇ ／ ｍａ ； 为 环 境 空气 温 度 ， Ｋ； Ｃ ｐ 为 空 气 在 常 压 下 的 比热 容 ， ｋ Ｊ ／ （ ｋ ｇ・Ｋ） ； ｇ为 重 力加 速 度 ， ｍ／ ｓ 。 ； 为 空气 动 力 粘 度 系 数 ， Ｎ ・ｓ ／ ｍｅ ； Ｄ 为 火源 当量 直 径 ， ｍ， 其 计 算 式为 式 （ ４ ） 。
Ｑ 一
Ｆｒ 一
有 的 火 羽 流 理论 一 般 只 将 热 烟 浮 力 作 为 驱 动 力 ， 使 用 这 些 理 论 对 超 高层 建 筑 的 防排 烟 设 计 、 火 灾 调 查 进 行 指 导
会 有 一定 的 不适 性 ， 而 国 内外 对 有 风 条 件 下 火 焰 特 征 的 研 究 还 比较 薄 弱 ， 需 要 对 有 风 条 件 下 室 内火 焰 特 征 进 行
间门对称设置 ， 大小分 别为 ０ ． ８ ｍ×０ ． ８ ｒ ｌ ｌ 、 １ ． ０ ｒ ｎ×２ ． ０ １ Ｔ Ｉ ， 窗 户 分 别距 离 地 面 和 顶 棚 １ ． ２ 、 １ ． ０ ｍ。重 点 模 拟 研 究 玻璃破碎 后室外 风对火 焰特征 的影 响， 假定玻 璃在 ２ ０ ｓ 时因烟气的高温作用而破碎 ， 房间 门在 ３ ０ Ｓ时 失 去 隔 热 性 和 完 整 性 。火 源 的 材 料 为 汽 油 ， 尺寸为 ０ ． ４ ｍ ×０ ． ４ ｒ ｎ ×０ ． １ Ｉ ｌ ｌ ， 设 置 在 房 间 中央 ， 由位于其正 下方 ０ ． １ ｍ 的表 面温度为 １ ０ ０ ０℃ 的 高 温 辐 射 源 加 热 引 燃 ， 辐射 源在 ３ Ｓ 后 自动 消失 ， 燃 烧 类 型 为 自 由燃 烧 。Ｆ ＤＳ模 型 尺 寸 和 探 点 布置 ， 如 图 １所 示 。模 型 的 网 格 大 小 为 ０ ． １ ｍ， 模 拟 风
文章编号 ： １ ０ ０ ９ —０ ０ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ —０ ９ ３ ９ —０ ３
图 １ Ｆ ＤＳ模 型 示 意 图
当发生火灾时 ， 玻 璃 等 脆 性 材 料 在 烟 气 的 高 温 作 用
下会 发 生破 碎 ， 室外 风 将灌 入 室 内 ， 成 为 影 响 室 内 火 灾 发
研究 。
（ １ ）
以前 学 者 的 研 究 针 对 的 室 外 风 速 一 般 小 于 ３ ｍ／ ｓ ， 与 高 层 建 筑 较 高 楼 层 处 的 风 速 相 差 较 大 。 因此 ， 笔 者 利 用 Ｆ ＤＳ软 件 模 拟 研 究 高 温 烟 气 使 玻 璃 破 碎 后 具 有 较 大 速 度 的室 外 风 对 火 焰 特 征 的 影 响 ， 并 提 出 适 用 于 较 大 风 速 条 件 下 的火 焰 长 度 及 其 倾 角 的计 算 公 式 ， 为 高 层 建 筑 火 灾 调 查 和 防排 烟 系统 的设 计 与优 化 提 供 理论 支 持 。
风 速 增 大会 使 火 焰 长度 及 其 向 上 风 向 倾 斜 的 角 度 减 小 ， 但会使 火焰 向下 风 向倾 斜 的 角度 增 大 。
关键 词 ： 室外 风 ；火焰 长度 ； 火焰 倾 角 ； Ｆ Ｄ Ｓ模 拟 ；高层 建筑 中图 分 类 号 ： Ｘ ９ １ ３ ． ４ 。Ｔ Ｋ１ ２ １ 文 献标 志码 ： Ａ
２ 模 拟 结 果 与分 析
Ｊ Ｒ Ｗｅ ｌ ｋ ｅ ｒ 、 Ｇ Ｃ ｏ ｘ 、 Ｄ Ｍ Ｄｅ ｆ ａ ｖ ｅ ｒ ｉ 等 大 量 学 者 的研 究
展 的 主要 驱 动 力 之 一 。当 火 灾 发 生 在 高 层 建 筑 的 较 高 楼
层时， 室外 风 对 火 焰 特 征 产 生 的 影 响 将 不 能 忽 略 。但 现