基于软件SMARTFIRE下的火灾模拟研究
火灾模拟软件发展现状分析报告
火灾模拟软件发展现状分析报告现代科技的发展给我们的生活带来了许多便利，同时也给人们的安全带来了一系列挑战。
火灾作为一种常见的灾害，威胁着人们的生命和财产安全。
为了更好地防范和应对火灾风险，火灾模拟软件逐渐应用于工程设计、建筑规划以及消防管理等领域，并取得了显著成效。
一、火灾模拟软件的定义与作用火灾模拟软件是基于数学物理原理和计算机技术开发而成，能够模拟火灾起源、传播过程以及热辐射等相关情况。
其主要作用有三个方面：1. 火灾预测与分析利用火灾模拟软件可以对各类场景下的火灾进行预测和分析。
通过输入不同参数，如建筑结构、材料特性、火势大小等信息，软件可以模拟出火源位置、燃烧速率以及释放出的热量等关键指标，并生成相应的图表和曲线，从而洞察不同条件下可能发生的火灾状况。
这为消防部门提供了科学、客观的依据，以制定针对性的消防管理和应对策略。
2. 火灾风险评估火灾模拟软件还可以根据不同场景下可能发生的火灾情形，进行火灾风险评估。
通过计算建筑物内部热释放率、逃生通道的安全性等指标，软件可以生成综合的火灾风险评价报告。
这有助于相关单位识别潜在的火灾隐患，并采取相应的预防措施，提高建筑物和人员的安全性。
3. 消防设施优化设计在工程设计和建筑规划过程中，火灾模拟软件也扮演着重要的角色。
它可以为消防设施的优化设计提供科学依据。
通过模拟计算，软件可以分析出最佳的喷淋系统布设方案、疏散通道设置方案等，并进一步优化设计方案。
这有助于减少消防工程投资成本、提高消防设备利用率，并确保紧急情况下人员能够快速有效地疏散。
二、火灾模拟软件发展现状1. 技术趋势随着计算机技术和仿真技术的不断发展，火灾模拟软件正逐渐实现更高效、精确的模拟计算能力。
传统的二维火源扩散模型已经逐渐被三维模型所取代，这大大提高了火灾模拟的准确性。
此外，基于多物理场耦合模拟等新技术也被引入，进一步提升了火灾模拟软件的功能。
2. 市场需求随着注重安全意识的不断增强，对火灾防控的需求也越来越迫切。
火灾模拟软件发展现状调查报告
火灾模拟软件发展现状调查报告概述：随着人们对消防安全的重视程度日益提高，火灾模拟软件在预防和处理火灾事件中扮演着越来越重要的角色。
本调查报告将就火灾模拟软件的发展现状进行深入分析，并探讨其目前面临的挑战和未来的发展方向。
一、市场需求与背景1. 消防安全形势紧迫近年来，因火灾事故造成的财产损失和人员伤亡不断增加，这促使了社会对于消防安全问题的高度关注。
借助虚拟实境技术和仿真模型，火灾模拟软件可以为各种场景下的消防演练提供支持，提高人们应对突发事件的能力。
2. 市场需求日益增长政府机构、企事业单位以及学校等机构都对大规模或复杂场所内部消防系统的设计优化、建筑物疏散方案以及职工员工培训有不同程度的需求。
鉴于此，对于精确而可靠的火灾模拟软件的需求也日益增长。
二、火灾模拟软件的发展现状1. 技术水平不断提升随着计算机科学、工程技术和大数据分析等领域的快速发展，火灾模拟软件得以迅速提升其仿真能力。
通过多元化模型和优化算法，这些软件可以准确地预测火势蔓延路径、建筑物疏散时间等关键参数，为消防人员制定应对策略提供重要参考。
2. 软件功能逐步完善近年来，火灾模拟软件在功能上不断创新和丰富。
除了基本的火势蔓延和人员疏散预测外，如今的软件还能够模拟复杂火场环境下的可燃物传播、建筑结构受损情况以及消防装备使用效果等多种因素，实现更加全面的消防演练。
3. 应用范围不断扩大火灾模拟软件的应用范围正在不断扩大，已经涵盖了建筑设计、城市规划、安全培训等众多领域。
例如，在高层建筑规划中可以使用火灾模拟软件评估建筑火灾风险；在工厂和车间设计中，可以优化安全出口位置和逃生通道的布置。
三、挑战与发展方向1. 数据质量和准确性目前，火灾模拟软件面临的主要挑战之一是数据质量和准确性。
无论是建筑物参数的获取还是实验数据的准备，都需要大量耗费时间和精力。
因此，在未来的发展中应注重提高数据采集技术和标准化，并加强相关实验研究以提升软件预测结果的可信度。
火灾模拟软件在建筑消防安全设计中的应用进展
1960年代：火灾 模拟软件的雏形 开始出现
1970年代：火灾 模拟软件逐渐成 熟，开始应用于 建筑消防安全设 计
1980年代：火灾 模拟软件得到广 泛应用，成为建 筑消防安全设计 的重要工具
1990年代：火灾 模拟软件开始向 三维方向发展， 提高了模拟的准 确性和实用性
早期火灾模拟软件：基于物理模 型的模拟
现代火灾模拟软件：引入人工智 能和机器学习技术
发展趋势：更高精度、更快速度、 更强适应性
应用领域：建筑设计、消防工程、 应急管理等
FDS（Fire Dynamics Simulator）：美国国家标准与技术研究院开发的火 灾模拟软件，主要用于预测火灾蔓延和烟气扩散。
ANSYS FLUENT：美国ANSYS公司开发的流体动力学模拟软件，可以模拟 火灾中的流体流动和热传递。
汇报人：XXX
火灾模拟软件的发展历程 火灾模拟软件的功能特点 火灾模拟软件在建筑消防安全设计中的应用案例 火灾模拟软件对提高建筑消防安全设计的科学性和有效性的影响
火灾动力学模型：描述火灾发展过程的数学模型 火灾传播速度：影响火灾蔓延的关键因素 火灾温度：影响火灾燃烧速度和火场环境的重要因素 火灾烟气：影响人员疏散和消防救援的重要因素 火灾模拟软件的技术原理：基于火灾动力学原理，模拟火灾发展过程，预测火灾风险和影响范围。
SMARTFIRE：英国BRE公司开发的火灾模拟软件，主要用于预测建筑火灾中 的人员疏散和火灾蔓延。
PHOENICS：英国CHAM公司开发的流体动力学模拟软件，可以模拟火灾中 的流体流动和热传递。
技术进步：火灾模拟软件将更加智能化、精细化，能够更准确地模拟火 灾场景
应用领域拓展：火灾模拟软件将在更多领域得到应用，如城市规划、应 急管理等
基于虚拟现实的火灾模拟研究
基于虚拟现实的火灾模拟研究在过去的几年中，虚拟现实技术得到越来越多的应用，其中一项十分重要的应用是用于火灾模拟研究。
虚拟现实技术在火灾模拟方面的应用，使得消防员能够在更真实的环境中接受培训，从而提高反应速度和扑救能力。
本文将会简要介绍虚拟现实技术在火灾模拟方面的应用，并探讨这种技术将如何推动未来的研究和常规救援工作。
虚拟现实技术在火灾模拟方面的应用虚拟现实技术允许用户进入一个完全虚拟的环境，并提供一种可以直接交互的人机界面。
火灾模拟方面的虚拟现实应用允许消防员在模拟场景中进行模拟扑救，模拟中可能包括各种难以预测的情况，消防员能够进行实时的决策，其反应速度和应对能力更能在这种情况下进行训练。
虚拟现实技术还可以模拟火灾后期的灰尘、烟雾和残留物等，使训练情景更加真实。
消防员在模拟场景中可以实现可以佩戴空气呼吸器，缩短了从现场训练的间隔时间，并且听从教练的指挥、学习专家的操作技巧。
虚拟现实技术带来的益处虚拟现实技术带来了许多益处，这些益处可以得到许多人的认同。
虚拟现实技术在火灾模拟方面的使用，使得消防员能够在安全的实验环境中训练，提高反应速度和扑灭能力。
这种技术还可以为火灾和房屋倒塌等紧急情况下的救援工作提供更好的培训和实践场地。
虚拟现实技术使得消防员能够更好地理解火灾现场的情况，通过虚拟环境中实际的情境让他们更易于学习，更加快速地掌握实质性的操作技巧。
这些因素不仅可以保护消防员的生命安全，还可以改善火灾的扑救效果、减轻火官成本、增加抢修效率，提高对患难群众的救助速度。
虚拟现实技术对未来的影响虚拟现实技术将对未来的研究和常规救援工作产生很大的影响。
随着技术的不断发展和进步，虚拟现实技术可以构建更加完善的场景，更好的帮助消防员进行培训。
此外，虚拟现实技术可以被用作灾难情况的预测和预警，帮助愿意贡献解决方案的消防指挥官或其它民间社会慈善机构及救援人员做到实际在现场运用操作时的最佳状态，帮助消防员更早地做出正确的决策。
疏散、排烟及火灾风险模拟软件
目前国际上较为流行的常用疏散摹拟软件一览表目前国内性能化防火设计项目中采用较多的疏散模型工具有 SIMULEX 、STEPS 、 BuildingEXODUS ，以及日本避难安全检证法提供的水力模型等，下面简要对其进行介绍。
SIMULEX 软件是由苏格兰集成环境解决有限公司 (Integrated Environmental Solu-tions Ltd ) 的 Peter Thompson 博士开辟，用来摹拟大量人员在多层建造物中的疏散。
可以运行于任何32 位微软操作系统的基于 intel 的 PC (win95/98/ME/2000)，采用 C++语言编制。
STEPS (Simulation of Transient Evacuation and Pedestrian Movements ，瞬态疏散和步行 者挪移摹拟)是一个三维疏散软件，由 Mott MacDonald 设计。
办公区、体育场馆、购物中 心和地铁车站都是可以作为事例的地方， 这些地方要求确保在正常情况下的简单运输， 而在应用特征合用于单一出口的多层建造物， 可应用于调查建造 物避难上的相对复杂性问题用来摹拟大量人员的挪移(上限至 700 人)的摹拟， 人员由区域挪移至最近出口的方法是应用最短路径 演算法摹拟大量旅客挪移(上限至30000 人)的摹拟，以 用来设计航站大厦内的旅客容量与流量针对住宅避难者设计， 摹拟人在火灾中所做的决定 和不连续行动的状态以不连续性事件来摹拟高层建造物火灾的避难模 式，可摹拟大量人员情况，仍考虑人的行为特征 摹拟行动的结果成功与否， 检验完成行动所需的时 间用库仑定律的磁场来代表避难空间， 个体人依据磁 场强弱来选择出口和逃生路径看重个体空间、碰撞角度及避难时间等生理行为，同时考虑个人在其他避难者、 环境影响下的心理反应利用图解的界面工具， 来摹拟避难时认知过程的一 种随机模式可在个人电脑或者工作站系统中运行， 用来摹拟大型 空间内大量人员避难的软件。
基于火灾模拟的灭火方案优化研究
基于火灾模拟的灭火方案优化研究研究问题及背景火灾是一种常见的突发灾害，对人们的生命财产安全造成了巨大的威胁。
灭火方案的优化研究对于提高灭火效率、降低火灾发生后的损失具有重要的意义。
然而，传统的灭火方案常常存在诸多问题，如缺乏科学性、效率低下等。
因此，基于火灾模拟的灭火方案优化研究成为当前研究的热点。
研究方案方法本研究主要基于火灾模拟技术，结合现有的灭火理论和实践经验，探索优化灭火方案的有效途径。
具体方法如下：1.收集与火灾模拟相关的数据和信息：包括火灾现场结构、燃烧物质特性、火灾发展过程等。
2.建立火灾模拟数学模型：基于火灾动力学和热传导理论，建立火灾模拟的数学模型。
考虑到燃烧物质特性、热传导条件、气象因素等多种因素。
3.开展火灾模拟仿真实验：利用计算机技术，输入火灾模拟数学模型，对不同情景下的火灾进行三维仿真模拟。
包括火焰扩散、温度分布、烟气蔓延等。
4.优化灭火方案的设计：基于火灾模拟结果，通过改变灭火方案的关键参数，比如灭火剂的种类、喷射方式、喷射时间等，来探索最优的灭火方案。
数据分析和结果呈现通过火灾模拟的数据收集和仿真实验，我们可以得到包括火源位置、燃烧物质特性、火灾发展速度等数据。
然后，我们将通过对这些数据的分析，得出不同灭火方案的效果评估结果。
具体的数据分析方法包括统计分析、数学模型拟合等。
在结果呈现方面，我们将通过图表、表格等形式展示不同灭火方案的效果对比，分析各个参数的变化对结果的影响。
结论与讨论基于火灾模拟的灭火方案优化研究，我们可以得出以下结论：1.通过模拟实验，我们可以观察到不同灭火方案的效果差异。
比如，采用特定喷射方式的灭火剂可以更好地控制火焰的扩散，减少烟气蔓延的风险。
2.优化灭火方案时，关键参数的变化会对灭火效果产生明显的影响。
因此，对灭火剂的选择、喷射方式的确定等参数的优化非常重要。
3.通过火灾模拟的灭火方案优化研究，我们可以提高灭火工作的科学性和效率，降低灭火过程中的风险。
火灾预测与智能灭火系统的设计与研究
火灾预测与智能灭火系统的设计与研究随着城市化的不断发展和人口持续增加，火灾安全成为一项非常重要的议题。
火灾带来的巨大损失不仅仅是财产上的损失，更是对人们生命安全的威胁。
因此，火灾预测与智能灭火系统的设计与研究变得尤为重要。
本文将探讨火灾预测与智能灭火系统的设计与研究的相关内容，并对其未来发展进行展望。
火灾预测是指通过对火灾的可能发生和演化进行准确预测和预警，以及火灾的监测和控制。
传统的火灾预测主要依赖人工巡检和传感器监测，但这种方式存在诸多不足，如效率低、判断不准确等。
因此，开发智能化的火灾预测系统势在必行。
智能化的火灾预测系统主要基于传感器技术、无线通信技术和数据分析技术。
首先，通过在建筑物中部署各类传感器，如烟雾传感器、温度传感器以及气体传感器等，可以实时监测室内外的火灾危险因素。
其次，将传感器获取的数据通过无线通信技术传输到中心控制系统，进行火灾预测与分析。
最后，通过数据分析和算法模型，实现对火灾风险的预测和预警。
智能化火灾预测系统的关键在于数据分析和算法模型的应用。
数据分析技术可以对海量的传感器数据进行处理和分析，识别出潜在的火灾危险因素。
同时，结合机器学习和人工智能算法，可以建立火灾预测模型，准确预测火灾的发生概率和发展趋势。
这样，在火灾发生前，系统会自动发出警报，并将信息传递给消防部门和居民，提前采取应急措施，从而减少火灾造成的损失。
除了火灾预测，智能灭火系统也是火灾安全中至关重要的一环。
传统的灭火系统主要通过人工控制或者定时喷水等方式进行灭火，但这种方式效率低、反应慢，无法及时有效地抑制火势。
因此，设计和研究智能灭火系统具有重要意义。
智能灭火系统主要基于先进的传感器技术和控制算法，能够实时监测火势和环境信息，并自动触发灭火设备进行灭火。
传感器可以检测火焰、温度和烟雾等火灾迹象，并将信息传输到中心控制系统。
中心控制系统根据接收到的信息，判断火势的大小和危险程度，并自动控制灭火设备进行灭火，如自动喷水、喷雾或干粉灭火等。
基于虚拟现实平台的火灾场景计算与仿真研究的开题报告
基于虚拟现实平台的火灾场景计算与仿真研究的开
题报告
一、研究背景与意义
火灾是一种常见的灾害类型，也是造成人员伤亡和财产损失的主要原因之一。
如何提高火灾发生时人员逃生的效率，减少火灾对人员和财产的影响，一直是世界各国关注的焦点。
虚拟现实技术作为一种新兴的技术手段，可以提供较真实的火灾场景，帮助人们有效地进行火灾场景的计算和仿真，从而提高火灾防治的能力和水平。
二、研究内容和目标
基于虚拟现实平台，本研究将完善火灾场景的计算和仿真模型，实现火灾场景的真实模拟，并探究火灾场景模拟的可操作性和真实性，指导实际消防工作。
三、研究方法和步骤
1、搜集火灾场景数据；
2、分析火灾场景属性并建立虚拟现实模型；
3、利用计算机模拟火灾场景；
4、对模拟结果进行分析和验证。
四、研究计划和进度
第一年：搜集火灾场景数据，并建立虚拟现实模型；
第二年：利用计算机模拟火灾场景，并对模拟结果进行初步验证；
第三年：对模拟结果进行深入分析和验证。
五、预期成果和效果
1、建立基于虚拟现实平台的火灾场景计算和仿真模型；
2、探究火灾场景模拟的可操作性和真实性；
3、提高火灾防治的能力和水平，减少火灾对人员和财产的影响。
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消防理论研究基于软件S M A R T F I R E下的火灾模拟研究张建文1,周 银2,3(1.北京化工大学经济管理学院,北京100029;2.北京理工大学,北京100081;3.成都市消防支队,四川成都610000) 摘 要:介绍了火灾模拟软件S M A R T F I R E的各个组成部分,就其实现模拟的具体步骤进行了阐述,并针对国内某地铁线路的典型双层岛式站台建立了模型,对某车厢着火的情况进行了数值模拟,获得了该火源状况下站台及着火车厢的烟气和温度场分布。
希望能通过将来更深入的应用,为消防部队和有关部门提供火灾预测,为灭火救援的方案制定提供技术依据。
关键词:火灾;数值模拟;计算流体力学;网格中图分类号:T K121,X924 文献标识码:A文章编号:1009-0029(2006)06-0729-041 引 言火灾给人类带来了巨大的生命和财产损失。
为减少火灾损失,人们需要了解火灾规律,事先预测火灾的发生和发展。
然而,火灾的发生和发展是个复杂的过程,且具有随机性。
实尺寸火灾实验将消耗大量资金,实验周期长,消耗人力物力多,有时无法进行。
运用计算机模拟建立数学模型进行模化计算,可以运用较少的资金在较短的时间内实现对火灾特性的研究。
计算机模拟是指利用计算机的计算、数据库、图形和图像等功能所进行的研究。
火灾过程的计算机模拟是多层次和多种类的,归纳起来可分为三个层次:一是专家系统,它是已有的各种经验公式与计算机相结合的产物;二是半经验半理论的模拟,是经验公式与体现基本规律的方程的有机结合,鉴于结合程度和方式的差异,这种模拟不存在一种规范的格式;三是场模拟。
在实际的火灾中,多个参数(如流速、温度、烟气含量、热流强度等)随着位置和时间而变化。
因此,为准确描述火灾过程,需要了解参数的空间分布(速度场、温度场和浓度场等)及其随时间的变化。
笔者以某地铁典型双层岛式站台为例建立了模型,应用S M A R T F I R E软件对其进行火灾模拟研究。
2 S M ARTF IRE软件简介S M A R T F I R E软件是由英国格林威治大学的防火安全工程学小组(FSEG)开发的。
FSEG是英国最大的基于研究火灾 疏散机理的小组,小组专门研究防火安全工程学,包括火、疏散、结构方面的所有内容。
2002年,加拿大交通部采用S M A R T F I R E软件成功模拟了1998年瑞士航空公司导致229人死亡的空难事件,从而使得S M A R T F I R E在欧洲名声大噪。
在国内,北京化工大学与北京市劳动保护科学研究所已经利用这个软件做了很多工作,如:广州地铁烟气扩散的数值模拟及人员疏散研究、北京奥运场馆性能化防火分析软件系统的实现等工程。
2.1 软件的主要功能与结构软件主要由三部分组成,包括情景设计系统、专家定义系统、CFD计算引擎。
各部分的主要功能分工,如图1所示。
图1 软件的主要功能与结构2.2 几何模型的建立在构建具体几何模型之前,首先需要拟订一个完整的计划,如图2所示。
可以通过输入坐标来直接确定模型的大小,也可以通过鼠标拖曳来改变大小。
物体的添加是通过[ob ject]命令来实现,它允许向计算区域添加物体或者改变目前已有的物体。
颜色代表物体的类型,如通风口为绿色、火源为红色、物体或隔断则为蓝色。
对于较复杂的多层几何建筑,只需在构建的单间或单层模型的基础上,直接执行克隆[C lone]命令来完成,如图3所示。
2.3 网格生成对流动与传热问题进行数值计算时,很重要的一步就是生成网格,即要对空间上连续的计算区域进行分割,将其划分成多个子域,并确定每个子域的节点。
由于工程中所遇到的流动与传热问题大多发生在复杂区域内,因而不规则区域内网格的生成是数值传热学和计算传热学中一个十分重要的研究领域。
流动与传热问题数值计算结果最终的精度及计算过程的效率,主要取决于所生成的网格和所采用的算法。
现有的各种生成网格的方法在一定的条件下各有其优缺点,各种求解流场的算法也各有其适应范围。
一个成功而高效的数值计算,只有在网格的生成及求解流场的算法之间有良好的匹配时才能实现。
从工程实用的要求来看,一个合适的网格生成技术应具有以下特点:(1)易于实现生成过程自动化;(2)有良好的图形人机对话的功能;(3)人工干预与所需CPU 运行时间有适当折中。
图2 计划的拟制图3 单层双室模型在网格生成工具读取了计算案例并确认开始后,需要对该次模拟中所选用网格的精密程度进行选择。
S M A R T F I R E 作为一款成熟的火灾模拟软件,其网格生成技术相当智能化。
S M A R T F I R E 所带的网格生成系统会根据内置的专家系统和所构建的几何模型的复杂程度自动作出判断,当然也可以手动进行网格设置,还可以在手动设置及自动生成之间进行折中以确定最合适的网格。
总体上讲,精密的网格在使模拟结果更精确的同时也将需要更多的CPU 运行时间,而自动网格生成系统所生成的网格系统一般在精确性与CPU 运行时间上能够达到较合理的平衡。
点击[O K ]键接受软件所生成的网格系统。
在网格系统生成后,网格系统的观察窗口将更新并显示出各计算平面的网格分布及3D 网格系统。
网格系统采用不同颜色来表示不同的物体,如紫红色为计算区域中主要物体的边缘线,淡蓝色为内部的网格线。
所有的出口为绿色、火源为红色、障碍为深蓝色,如图4所示。
图4 网格生成系统若对所生成的网格系统不满意,可点[D ecline ]键(取消当前的网格)来重新定义更大(或者更小)的单元尺寸来重新生成网格,也可以使用交互式编辑系统来增加或减少网格数或改变网格单元的分配。
2.4 运行CFD 计算引擎在生成网格后即可运行S M A R T F I R E 的计算流体力学引擎来计算,这需要通过选择主菜单[R un CFD Engine ]来实现,这将启动数值计算引擎并调入先前所设置的计算条件与网格。
这一阶段要进行文件分析、内存初始化及进行各种变量分配活动,因此会耗费一些时间。
在用户界面的图形窗口提供了多种不同数据和模拟状况的观察方式,如图5所示。
图5 CFD 计算结果(1)顶部靠右的图显示了各种数值模拟过程的收敛计算过程,也会显示各矢量流动以及特定区域不同平面处的温度分布。
(2)底部靠左的状态窗口中会显示各变量数据的变化情况。
(3)通过状态窗口可以知道模拟进度,状态窗口会显示电脑处理所需要的时间,该时间值只是预估,但与实际模拟所需要的时间基本一致。
(4)顶部靠左的控制键[PL o ts ]可以对所得到的数据绘图,所绘制的图也会随着计算进度而随时更新。
(5)若要观察房间内特定的某点,可以选择[V isuals ]键来设定该点的视图。
(6)S M A R T F I R E 的一个重要特点是:它能把当前的运行过程像书签一样保存起来并可以随时重新运行。
此“书签”控制按键为[M ark ],在图形窗口顶部靠左的位置,点击它以后会将目前的运行状况存入数据库。
点击[R estart ]按键则可以读取一个以前存入的“书签”,这对于后面的数据检查以及对有疑问的模拟结果进行专家复查是很有利的。
3 某地铁车厢火灾数值模拟某地铁站属地下两层建筑,地下一层为站厅层,地下二层为站台层,设有6m 宽无柱岛式站台及6m 宽无柱侧式站台,四个出入口。
有效站台长度为85m ,站厅高度为4.85m ,站台高度为4.6m 。
一辆满载乘客的列车停靠在站内,每节车厢有3个宽1.4m 的出口。
在某车厢中央的一堆体积为5m 3的纤维类物质着火,火源强度为13.6MW 。
图6和图7分别为车厢起火后火焰处纵断面温度分布和烟气含量分布。
图6 车厢起火后火焰处纵断面温度分布图7 车厢起火后火焰处纵断面烟气含量分布显然,由于车体材料的隔热作用,火势主要受限在失火的车厢内发展,烟气也主要在失火车厢内弥漫发展。
起火车厢上部的空间温度也很高,达到上千摄氏度。
应当指出,在如此高的温度下,车体材料和钢材的性能都会受到影响。
图8和图9分别为车厢起火后站台中部温度场分布和烟气含量分布,图10为着火车厢烟气平均温度、含量随时间的变化。
图8 车厢起火后站台中部温度场分布图9 车厢起火后站台中部烟气含量分布图10 着火车厢烟气平均温度、含量随时间的变化当列车车厢发生火灾时,火势从着火处沿站台和站厅空间蔓延、扩散,在6m in 后站台上部空间大部分已为高温气体所弥漫。
图9站台中部的烟气含量分布也表明,6m in 后站台空间大部分已为高温气体所弥漫,尤其在离火源较近的楼梯处已为烟气所充满。
人群通过门的时间计算也比较复杂。
实际上同人员通过楼梯一样,除考虑人员密度对移动速度的影响外,还考虑单位宽度所通过的人数(即人流流量)的影响。
人群通过门的疏散时间t 可由式(1)计算。
t=P(F e・W e)(1)式中:t为人员通过门的时间,s;P为经过门的总人数,人;W e为门的有效宽度,m;F e为人员通过门的流量,人 (m・s)。
人员通过门的流量受人流密度影响很大且关系复杂。
根据英国的大量研究,可参见表1。
表1 人员行走速度与密度的关系通道类型人流条件人流密度p m2人行速度m s比人流p (m・s)楼梯(下行)低<1.91.000.54优化1.9～2.70.500.94中等2.7～3.20.280.77拥挤>3.20.130.42楼梯(上行)低<1.90.800.43优化1.9～2.70.400.75中等2.7～3.20.220.62拥挤>3.20.100.32走廊(门道)低<1.91.400.76优化1.9～2.70.701.30中等2.7～3.20.391.10拥挤>3.20.180.55 着火车厢内此时共有322人,人员密度非常高,势必造成人员在车门口堵塞拥挤的现象。
从表1可以知道,此时人员流量为0.55人 (m・s),着火车厢门有效宽度为:W e=3×(1.4-0.3)=3.3m则最后一个从车厢出来的人员的疏散时间为:t ld=322F e W e=3220.55×3.3=177.4s若不考虑烟气含量和烟气温度对人员疏散行为的影响,从分析可知,最后一个从车厢出来的人员的疏散时间为177.4s。
而火灾模拟结果发现,在60～70s时烟气中的CO就已经达到了致死浓度,势必就会对人造成伤害。
因此,在这种火源情况下,列车里人员密度又很大时,势必会对着火车厢里的人员疏散造成困难。
但是在这么高的人员密度下,是否能引起这么大的火灾还值得考虑。
4 结论及展望综上所述,利用计算机S M A R T F I R E软件模拟火灾有着广泛的应用前景,利用现代高速发展的计算机图形技术、动画技术,能将整个过程用友好的人—机交互界面加以动态显示,从而以较少的人力、物力、财力提高人们对整个火灾过程的感性认识,为消防部队和有关部门提供火灾预测,为灭火救援方案的制定提供技术依据。