不同气流方式对双层玻璃幕墙火灾特性的数值模拟研究

在现代高层建筑中，双层玻璃幕墙因其节能和美观而广受欢迎。然而，火灾安全问题也随之而来，尤其是在高层建筑中，火势蔓延速度极快，双层玻璃幕墙的夹层可能成为烟气蔓延的通道。本研究旨在通过数值模拟方法探讨不同气流方式对双层玻璃幕墙火灾特性的影响，以期为双层幕墙建筑的防火设计提供科学依据。 本研究以天津某酒店的实验为背景，建立了双层玻璃幕墙的数值模拟模型。通过对不同气流方式下的火烟运动规律进行模拟，研究了火灾烟气在热通道内的运动规律。根据模拟结果，得出了在控制烟气流动上方式2相对而言更为有效。 接着，研究介绍了火灾动力学模拟器Fire Dynamics Simulator (FDS)，这是由美国国家标准和技术研究院（NIST）开发的计算流体动力学（CFD）模型。FDS主要用于模拟火灾中流体的运动，如烟雾和热传递。其主要功能包括：原始数据录入、数值计算和结果输出。原始数据录入包括了模拟所需的各种参数设置；数值计算则是通过数值方法求解得出模拟所需的物理量；模拟结果主要通过Smokeview软件进行输出和可视化展示，这有助于观察燃烧过程、流场的动态显示，以及温度、速度、密度等物理量的剖面图形显示。 本研究的意义在于，它揭示了双层玻璃幕墙在火灾情况下烟气流动的特性，并且提供了有效的控制烟气流动的气流方式，对于双层幕墙建筑防火设计具有重要的参考价值。研究还指出，FDS模型在模拟因火灾引起的烟雾和热传递规律方面，具有较高的适用性。 在引言部分，研究者提到了双层玻璃幕墙在环保和节能方面具有的优势，并指出了其在使用中可能带来的光污染、热岛效应等环境问题。特别是双层玻璃幕墙在消防方面的隐患，例如在火灾时容易形成烟气通道，增加火势蔓延的风险，同时给灭火作业带来挑战。因此，幕墙玻璃防火和防烟成为建筑设计和消防安全领域需要重点关注的问题。 本研究的核心部分在于对火灾烟气流动特性的数值模拟。这涉及到对双层玻璃幕墙结构的模拟，以及模拟火灾发生时，烟气如何在幕墙结构中运动，包括温度、速度等参数的变化。通过对不同气流方式的比较，研究找到了有效的气流控制方法，这对于改善双层玻璃幕墙在火灾中的表现，降低其对建筑安全的威胁具有重要的指导意义。 本研究不仅展示了数值模拟在建筑防火设计中的应用潜力，还强调了深入研究双层玻璃幕墙火灾特性的必要性。通过模拟不同的气流方式，可以为工程实践提供科学依据，减少火灾风险，提高建筑物的整体安全性能。对于从事消防安全、建筑设计和工程模拟的专业人员来说，这项研究结果具有重要的参考价值。