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????? 基于FDS的居室卧室火灾危险性模拟分析 张威,张娟**|1|张威|ZHANG Wei|中国矿业大学安全工程学院,徐州 221008|Faculty of Safety Engineering, CUMT, Xuzhou 221008|张威(1983-),男,中国矿业大学安全工程学院在读研究生,主要从事建筑火灾防护和性能化防火设计方面的研究.

|中国矿业大学安全工程学院,徐州|221008|[email protected]|15805206512|15805206512|2|张娟|ZHANG Juan|中国矿业大学安全工程学院,徐州 221008|Faculty of Safety Engineering, CUMT, Xuzhou 221008|张娟(1989-),女,中国矿业大学安全工程学院在读研究生,主要从事建筑火灾防护和性能化防火设计方面的研究. 中国矿业大学安全工程学院,徐州|中国矿业大学安全工程学院,徐州|221008|[email protected]||基于FDS的居室卧室火灾危险性模拟分析|Simulation analysis on the bedroom fire hazard of a residence based on FDS| (中国矿业大学安全工程学院,徐州 221008) 摘要:基于火灾动力学的相关知识,利用FDS5.3建立了某居室卧室火灾物理模型,并进行了数值模拟,模拟结果显示:卧室发生火灾时,短短几分钟之内室内温度与能见度就会超出消防安全性能指标的最低标准,不利于人员安全疏散,因而火灾危险性较大,易造成严重的人员伤亡和财产损失. 关键词: 卧室火灾;

数值模拟;

烟气分析 中图分类号:X4;

TU998?1 Simulation analysis on the bedroom fire hazard of a residence based on FDS ZHANG Wei, ZHANG Juan (Faculty of Safety Engineering, CUMT, Xuzhou 221008) Abstract: Based on the knowledge of fire dynamic, the numerical simulation model of bedroom fire of a residence was built and carried out by FDS5.3. The result of the numerical simulation indicates that: indoor temperature and visibility would exceed fire safety performance index of the minimum standards within minutes when there is a fire in the bedroom, and it is not conducive to safety evacuation, therefore, the fire hazard is great and may cause harmful personal hurt and serious property loss. Key words: bedroom fire;

numerical simulation;

gas analysis 引言 随着现代生活水平的提高,人们对生活质量的关注程度日益加强.越来越多的家庭对自己的居室进行个性、现代化的装饰装修.为了追求美观,各种易燃及新型的可燃材料在居民住宅中随处可见,由此造成了潜在的火灾危险. 卧室是居室中较易起火的位置.其起火的原因主要是因为吸烟或电器使用不当.日常生活中常见的可燃物棉、麻、纸、家具的燃点大约在200~300℃,而烟头表面的温度能达到300~400℃,烟头中心的温度甚至能够达到700~800℃,所以燃着的烟头掉落在这些物品中很容易引发火灾;

卧室内使用的加热器、电热毯由于过载或违规使用引燃其他可燃物而导致火灾[1].为了进一步探析居室中卧室的火灾危险性,笔者以某居室为例,利用FDS5.3软件对卧室着火时的情况进行模拟分析. FDS数值模拟原理 FDS是由NIST(National Institute of Standards and Technology,美国国家标准及技术研究院)开发的运用于火灾的场模拟软件.它是一种以火灾中流体运动为主要模拟对象的计算流体力学(CFD)模型,利用大涡模拟方法,求解1组描述热力驱动的低速流动的Navier-Stokes方程,重点计算火灾中的烟气流动、空气流动和热传递过程.模拟结果经过了全尺寸火灾实验的验证, 其可靠性高,是目前较好的运用于火灾的场模拟方法,并已被越来越多的业内人士采用. 火灾场景设置 物理模型 本文针对某个居室,如图1所示,运用FDS5.3软件建立了火灾模型,如图2所示,假设主卧室由于床单着火引起火灾. 图1 居室平面图 图2 火灾场景模拟图 消防安全性能指标 热辐射 研究表明,人体对烟气层等火灾环境的辐射热的耐受极限为2.5kW/m2,即相当于上部烟气层的温度约为180~200℃.表1给出了人体对辐射热的耐受极限[2]. 表1 人体对辐射热的耐受极限 热辐射强度 5min 30s 4s 试验表明,人体呼吸过热的空气会导致热冲击(中暑)和皮肤烧伤.空气中的水分含量对这两种危害都有显著影响,详见表2[3]. 表2 人员对热气的耐受极限 温度和湿度条件