利用電梯豎井的高層建筑排煙系統(tǒng)研究.pdf

1、煙氣是建筑火災中造成人員傷亡的主要原因，煙氣的流動特性成為建筑防火設計中的研究熱點。建筑火災發(fā)生后，高層建筑中諸多豎井產(chǎn)生的“煙囪效應”是煙氣豎向運動的主要驅(qū)動力，煙氣進入豎井后通過開口或縫隙侵入樓層區(qū)域，從而造成煙氣的蔓延?？紤]到建筑豎井產(chǎn)生的“煙囪效應”，結(jié)合火災煙氣數(shù)值模擬的方法，對高層建筑利用電梯豎井的排煙系統(tǒng)進行分析研究。
　　鑒于建筑豎井產(chǎn)生的“煙囪效應”，可以考慮利用建筑豎井進行排煙。遵循火災煙氣從高壓區(qū)向低壓區(qū)流動

2、的規(guī)律，針對高層建筑中電梯豎井與樓梯豎井分開設置的情況，本文提出了高層建筑利用電梯豎井進行排煙的研究課題。《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB50045-2005)8.1條中提到了可利用建筑豎井有組織地自然排煙，但建筑豎井占地面積較大，一般情況下設計者很難接受，所以近年來很少采用。電梯豎井是一個將整棟建筑物上下連接的通道，截面積較大，具有作為排煙豎井的可能性。從實踐上看，若將消防樓梯間與電梯間作平面分離，分別作為人員逃生和火災煙氣排出的通

3、道，則可以考慮在電梯豎井頂部設置排煙口進行排煙?！陡邔用裼媒ㄖO計防火規(guī)范》尚未明確規(guī)定針對電梯豎井具體的防排煙措施，本文主要針對高層建筑利用電梯豎井的排煙系統(tǒng)進行研究。
　　在數(shù)學模型研究方面，主要利用網(wǎng)絡模型對高層建筑火災煙氣的流動規(guī)律進行數(shù)值計算。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡模型對著火房間火災過程的處理比較簡單，未考慮煙氣與壁面的換熱，且忽略了煙氣流動摩擦阻力損失，計算結(jié)果勢必與實際火災煙氣流動規(guī)律相差較大?；趥鹘y(tǒng)網(wǎng)絡模型，提出一種改良的網(wǎng)

4、絡模型:在著火房間采用雙區(qū)模型;考慮了火災煙氣與建筑豎井壁面之間的對流換熱與輻射換熱;考慮了火災煙氣在建筑豎井內(nèi)的流動摩擦阻力損失，以修正豎井煙氣上升阻力及豎井排煙能力。
　　在模型驗證方面，對改良的網(wǎng)絡模型中各子模型的準確性進行驗證:所編寫傳統(tǒng)網(wǎng)絡模型與著火房間雙區(qū)模型程序分別與CONTAM軟件、FDS(FireDynamic Simulator)軟件的計算結(jié)果進行對比;對豎井內(nèi)煙氣的傳熱進行了縮尺模型實驗，并采用鹽水模型實驗對

5、豎井內(nèi)的煙氣流動進行了直觀演示?；谏鲜龈髯幽Ｐ徒⒌母牧季W(wǎng)絡數(shù)學模型及求解方法，為高層建筑火災煙氣的流動規(guī)律提供了研究手段。
　　在應用研究方面，本文利用改良的網(wǎng)絡模型對高層建筑利用電梯豎井的自然排煙進行了數(shù)值計算，詳細分析了電梯豎井頂部開口面積、著火層常閉排煙口尺寸、電梯門縫寬度與豎井壁面摩擦阻力系數(shù)對電梯豎井自然排煙的影響。在數(shù)值計算過程中，防煙樓梯間作為人員逃生通道，采用機械加壓送風方式阻止煙氣侵入，著火層內(nèi)未考慮機械排煙

6、。為了比較不同工況下的排煙效果，主要考慮電梯豎井中和面位置、電梯豎井排煙量與從著火層進入電梯豎井的煙氣量，提出了電梯豎井綜合排煙系數(shù)的概念;利用正交實驗方法得到了各影響因素在計算范圍內(nèi)的重要程度，并分析了不同著火樓層下利用電梯豎井自然排煙的效果。對著火層以上各樓層進行加壓送風，利用改良的網(wǎng)絡模型對電梯豎井的排煙進行數(shù)值計算，得到了不同的加壓送風量對電梯豎井排煙效果的影響;分析了著火樓層不同時，對著火層以上各樓層加壓送風對電梯豎井排煙效果