单室火灾数值模拟及混凝土梁热分析 Numerical simulation of single-room fire and thermal analysis of concrete beams.pdfVIP

：i消防理论研宽；l 单室火灾数值模拟及混凝土梁热分析 廖艳芬，徐艳。马晓茜 (华南理工大学电力学院，广东广州510640) 摘要：基于简化的固体可燃物燃烧模型，利用Fluent软l物理模型 件，将建筑内部支撑结构梁作为实体构件，与烟气发展过程进 笔者以民用建筑的单室火灾为模拟对象，根据GB 行耦合计算，模拟单室房间失火情况下的烟气发展情况及梁的 50096—1999《住宅设计规范》以及GB50352—2005《民 温度场分布和历程。模拟结果显示，火场中通风处温度场明显 m，y一6 用建筑规范》的各项要求，设置了一个X一3．6 提高，压差作用下烟气向门外形成高温射流，并与卷吸回流的 m，Z=3 m的单室房间物理模型，如图1所示。设置了一 环境空气形成漩涡，进一步加快燃烧过程。横梁能够部分阻隔 个高2m、宽1 m的门，房顶上梁a和b对称布置，将房间 烟气的蔓延，同时使梁体两侧呈现非对称受火，导致热量从外 等分成三个部分，梁的规格为o．3m×o．15m。 侧逐步向梁内部的累积呈现非线性。火灾中混凝土的热惰性 为横梁提供了热缓冲。该温度分布梯度在梁墙结合处及跨中 处最大，容易发生热应力集中从而引发梁破坏导致建筑坍塌。 关键词：火灾；数值模拟；混凝土梁；热分析 中图分类号：X913．4，TU375．1，TKl21文献标志码：A 文章编号：1009一0029(2011)08～0659一05 对室内火灾发展、火焰和烟气的运动规律，以及具有 支撑作用的混凝土梁柱结构在火灾过程中的温度历程和 性能破坏等的研究对于预防、治理火灾，指导人员疏散逃 圈1单量火灾物理模型 生，以及指导建筑设计具有重要意义。 、 2数学模型及基本方程 大型试验是研究建筑火灾规律最直接的方法，国内 基于有限容积法，笔者采用CFD平台F1uent软件建 外很多火灾研究机构通过全尺寸试验以及模拟实验获得 立数学模型，采用瞬态模拟获得火灾发展过程以及烟气 火场特性，为火灾的控制、扑救和防火设计提供了宝贵的 流动、火焰蔓延规律，并分析火灾过程中混凝土构件的温 基础数据。但由于火灾的复杂性，当前对于构件抗火性 度历程。 能的热分析多将构件边界设定为国际标准火灾时间—— 2．1燃烧模型 升温函数，并假定构件温度为一维或者二维均匀分布，通 民用建筑发生火灾时，室内火灾荷载主要为房间内 过解算构件内部的导热微分方程来求解火灾下构件内部 装修用的可燃材料，如墙纸、吊顶、隔板、地板等，以及一 的温度场；或者依据国际标准火灾升温曲线采用明火加 些活动式火灾荷载，如书籍纸张、纺织品等。通过对木 热试件，通过热电偶测