建筑豎井結(jié)構(gòu)內(nèi)熱煙氣流動機制及控制方法研究.pdf

1、豎井作為一個常見和重要的建筑結(jié)構(gòu)，其在建筑火災(zāi)中對煙氣的運動有明顯的影響。本文圍繞高層建筑豎井結(jié)構(gòu)內(nèi)火災(zāi)煙氣在多種作用力耦合機制下的運動規(guī)律，主要展開了以下三方面的研究:電梯轎廂活塞效應(yīng)對豎井內(nèi)火災(zāi)煙氣運動的影響規(guī)律、排煙通風豎井內(nèi)的煙氣運動行為、建筑中性面的位置及其影響因素。論文的具體工作包括:
　　研究了運動電梯轎廂的活塞效應(yīng)對火災(zāi)煙氣在豎井內(nèi)運動行為的影響。本文通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)運動轎廂的活塞效應(yīng)對豎井內(nèi)煙氣運動有明顯的影響，

2、隨著電梯轎廂的上升，電梯井內(nèi)的氣體被擾動，并在轎廂附近，特別是轎廂底部，產(chǎn)生一系列的漩渦，漩渦主要出現(xiàn)在豎井底部和運動轎廂附近的位置。隨著漩渦的擴大與合并，整個電梯井內(nèi)的氣體從層流狀態(tài)被徹底轉(zhuǎn)變成湍流狀態(tài)。兩電梯轎廂同時分別向上和向下運動時，豎井內(nèi)氣體受擾動最大;轎廂靜止時，豎井內(nèi)氣體受擾動最小。因此在設(shè)計消防電梯前室加壓送風量時應(yīng)考慮轎廂活塞效應(yīng)的干擾，適當加大送風量，以平衡電梯活塞效應(yīng)帶來的影響。
　　分別研究了開放通風豎井和

3、封閉通風豎井內(nèi)的火災(zāi)煙氣運動行為。本文根據(jù)與豎井相連通的各層走廊的門的開啟狀態(tài)把豎井分為開放豎井和封閉豎井。對于開放豎井，本文通過實驗發(fā)現(xiàn)通風作用對豎井內(nèi)的火災(zāi)熱煙氣運動行為有明顯的影響。在加入豎井通風影響后，豎井內(nèi)的氣體流速隨時間的變化能更快穩(wěn)定下來，豎井內(nèi)氣體流速呈現(xiàn)出較為均一的狀態(tài)。對于封閉通風豎井，本文建立并通過實驗驗證了豎井內(nèi)溫度分布的理論預(yù)測模型。在此模型中，同時考慮了壁面熱交換和通風煙氣交換引起的熱量變化。在縮尺比例實驗臺

4、上進行了一系列的驗證實驗，實驗溫度分布與理論模型計算得到的結(jié)果符合較好。
　　研究了建筑內(nèi)中性面內(nèi)的中性面位置特征及其影響因素。火源功率直接影響建筑內(nèi)氣體的傳播和擴散速度，但是其在200kW到1000kW范圍內(nèi)變化時，對氣體的流向和中性面的位置幾乎沒有影響。另一方面，火源位置對豎井內(nèi)的氣體流速分布、流向和中性面位置均有影響，尤其是多火源位置對中性面的影響更為復(fù)雜。在單火源場景下，中性面的高度與火源位置的高度存在正相關(guān)的關(guān)系。在雙火