考虑不同燃烧产物产率的复合功能体育馆烟气蔓延模拟分析_李莹辉.pdf
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1、Public Utilities Design公用工程设计1引言在性能化消防分析中,可用安全疏散时间ASET指火灾从开始发展到威胁人员安全所经历的时间,主要通过火场温度、能见度、CO浓度等指标的阈值来判定1。能见度主要由烟气的浓度、刺激性、物体及背景的亮度等因素决定。在火灾烟气模拟中,影响温度、烟气浓度、CO浓度的主要因素是火灾规模大小以及可燃物的烟气产率ys、CO产率yco2。在消防性能化分析中,火灾规模的大小(热释放速率)一般有规范依据3-4,而可燃物的烟气产率、CO产率没有规范参考,很大程度上依赖于分析人员的工程背景和主观判断。体育馆的复合化设计是以一种或几种竞技体育设施为主体,集成功能
2、相关、以经营创收为主要目的的多种附属设施,形成能满足除比赛以外的文艺演出、会展、健身、娱乐等多种需要的功能复合体5。当体育馆具有复合功能时,其可燃物的种类就相应增加,不同使用功能下的火荷载也有一定差别。以【基金项目】华东建筑设计研究院有限公司科研基金项目(18-1 类-0129-建)【作者简介】李莹辉(1990),男,河南鲁山人,高级工程师,从事建筑消防和结构分析与研究。考虑不同燃烧产物产率的复合功能体育馆烟气蔓延模拟分析Simulation of Fire Smoke Flow in a Multi-Functional GymnasiumConsidering Different Comb
3、ustion Product Yields李莹辉1,潘海迅2,崔家春1(1.华东建筑设计研究院有限公司,上海 200002;2.上海建筑设计研究院有限公司,上海 200041)LI Ying-hui1,PAN Hai-xun2,CUI Jia-chun1(1.East China Architectural Design&Research Institute Co.Ltd.,Shanghai 200002,China;2.Shanghai Institute of Architectural Design and Research,Shanghai 200041,China)【摘要】采用数值模
4、拟方法,对某复合功能体育馆不同火灾场景下可燃物不同时的烟气蔓延进行了分析,研究了烟气蔓延对可用安全疏散时间 ASET 的影响,同时研究了不同可燃物的烟气产率、CO 产率对烟气蔓延的影响规律。研究表明:可燃物的烟气产率和CO 产率分别对能见度和 CO 浓度的影响较大,大空间体育馆的 ASET 主要取决于能见度的值。消防性能化分析时针对不同可燃物类型宜采用相应的燃烧产物产率,当对火灾可燃物的燃烧特性不明确时,建议烟气产率的取值不宜小于 0.09。【A b s t r a c t】Numerical simulation was used to analyze the smoke flow and
5、available safe egress time(ASET)in different fire scenarios of amulti-functional gymnasium.Meanwhile the influence of the soot yields and CO yields of different combustible materials on the smoke flowwerealsostudied.TheresearchshowsthatthesootyieldsandtheCOyieldsofcombustiblematerialshaveagreatimpac
6、tonthevisibilityandtheCO concentration respectively,and the ASET in the large space gymnasium mainly depends on the value of the visibility.In the performancebasedfire smoke analysis,the reasonable combustion product yieldsshould be used for different combustible materials.When the combustioncharact
7、eristicsofcombustiblematerialsarenotclear,itissuggestedthatthevalueofsootyieldsshouldnotbelessthan0.09.【关键词】烟气模拟;复合功能体育馆;烟气产率;CO 产率;可用安全疏散时间【K e y w o r d s】smokeflowsimulation;multi-functionalgymnasium;sootyields;COyields;ASET【中图分类号】TU245.2;TU892【文献标志码】A【文章编号】1007-9467(2023)03-0063-05【DOI】10.13616/
8、ki.gcjsysj.2023.03.01863Construction&DesignForProject工程建设与设计某复合功能体育馆为例,在FDS的烟气蔓延模拟计算中考虑了不同使用功能下的火灾规模、燃烧产物产率的不同,并通过定量分析可燃物的烟气产率、CO产率对ASET的影响。为提高消防性能化分析的可靠性及复合型体育馆的烟气蔓延分析提供参考。2火灾场景设计2.1火灾位置与规模以某复合功能体育馆为研究对象,该体育馆平面尺寸108 m126 m,主场馆空间高度23.4 m。综合分析复合功能体育馆的布局特点和其内可燃物品的类型及堆放场所,本文主要确定了3个火源点,即比赛场地中心、演唱会时的舞台、三
9、层看台区,位置如图1中的A、B、C所示。参考DG J08-882021建筑防烟排烟系统设计标准3中关于室内净高大于8 m的公共场所火灾规模的规定,设定比赛场地火源A的火灾热释放速率为8 MW。参考DG J08-882021建筑防烟排烟系统设计标准中关于商店、展览的火灾规模的规定,设定舞台火源B的火灾热释放速率为10 MW。参 考NFPA92B Standard for Smoke Management Syste ms inMalls,Atria,and Large Spaces中座椅的火灾测试数据,看台火源C火灾规模取3MW,相当于18把座椅同时燃烧。假设火灾增长模型均为t2火灾,考虑舞台的
10、可燃物包括幕布、轻质道具、灯光设备等易燃物且分布较连续、集中,保守的将舞台火灾设计为超快速火,火灾增长因子为0.178,比赛场地和看台的火灾设计为快速火,火灾增长因子为0.0443。基于该体育场的防排烟设计,场馆上方均匀分布8个机械排烟口,总排烟量为360 000 m3/h。2.2可燃物的燃烧产物产率The SFPE Handbook of Fire Protection Engineering(3rdedition)6提供了若干材料在通风良好时的CO产率yco和烟气产率ys如表1所示。体育馆为大空间,可燃物燃烧时氧气充足,可参考通风良好时的燃烧产物产率。楼书含7提到篮球场表面材料为丙烯酸聚合
11、物,而有些篮球场可能采用木地板,因此,比赛场地可燃物燃烧产率参考丙烯酸塑料和松木的yco和ys,偏保守的分别取0.01和0.022。舞台的可燃物燃烧产率参考丙纶、涤纶、尼龙和硅胶的yco和ys,偏保守的分别取0.038和0.091。体育场普通看台的硬质塑料座椅一般由聚乙烯或聚氯乙烯7吹塑而成,看台火源可燃物燃烧产率参考聚乙烯和聚图 1火源点位置a比赛模式b演出模式ACB64Public Utilities Design公用工程设计氯乙烯的yco和ys,偏保守的分别取0.063和0.172。表 1常见材料燃烧产物产率g/g材料CO 产率 yco烟气产率 ys松木丙烯酸塑料聚乙烯聚氯乙烯涤纶尼龙0
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