[文章编号]100228528(2007)0920001206含内天井的高层建筑火灾烟气流动数值模拟朱国庆,顾正洪,季经纬,程远平(中国矿业大学能源与安全工程学院,江苏徐州221008)[摘要]研究设有内天井的高层建筑烟气流动及火灾蔓延特征,分析其对防火分区和安全疏散的影响。采用性能化消防设计的方法,对某设置74165m、55195m双内天井的一类高层建筑,建立火灾发展模型、设计火灾场景,用CFD火灾模拟软件进行数值模拟。结果表明:该建筑利用内天井自然排烟时,各火灾场景均能满足各层人员疏散的性能指标,而在内天井四周环廊上设置挡烟垂壁则影响烟气的顺畅排出,缩短了危险来临时间,增大了火灾的危害性。提出内天井式建筑宜利用烟囱效应优先采用自然排烟方式,烟气控制宜疏堵结合,以疏导为主的设计理念。[关键词]内天井;防排烟;性能化设计;火灾模拟[中图分类号]TU99811;X913[文献标识码]ANumericalSimulationforFireSmokeFlowinaTallBuildingwithMulti2StoryHollowSpaceZHUGuo2qing,GUZheng2hong,JIJing2wei,CHENGYuan2ping(SchoolofMiningandSafetyEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,Jiangsu,China)[Abstract]Characteristicsofsmokeflowandfirespreadinamulti2storyhollowspacewerestudiedtoinvestigatetheirinfluencesonfirecompartmentandsafetyevacuation.FiredevelopmentmodelwasestablishedandfirescenariosweredesignedtosimulatefireandsmokespreadbyCFDsoftwarenumericallybasedonconceptsoffireperformance2baseddesignforsometallbuildingwithdoublemulti2storyhollowspace,whoseheightsare74165mand55195mrespectively.Simulationresultsshowthatperformancetargetsforsafetyevacuationforpeopleineachfloorissatisfiedinallfirescenarios,ifsmokeisevacuatednaturallyusingthemulti2storyhollowspace.Hangwallsmountedincorridorsaroundthemulti2storyhollowspacepreventsmokeflowingoutsmoothly,shortenthecomingtimeofriskandincreasefiredanger.Usingchimneyeffect,itispreferredtoadoptnaturalsmokeevacuationmethodinamulti2storyhollowspace.满足防火分区的有关要求,不能通过消防审核。随着火灾科学和计算技术的飞速发展,用计算机模拟大空间建筑的火灾发展和烟气流动情况成为当前消防技术领域的前沿研究方向,性能化防火设计(Performance2basedFireProtection)就是基于火灾模拟而发展起来的一种不同于传统方式规范的防火设计方法2。它以火灾模拟结果和建筑物的实际性能需要为基础,更人性化、科学化地选取防火技术手段,使火灾安全目标、火灾损失目标与设计目标良好结合,实现火灾防治的科学性、有效性与经济性的1引言“以人为本,贴近自然”的设计理念使得内天井式建筑受到设计师和广大用户的喜爱,这种内天井又被建筑师美其名曰“吹拔空间”。贯通各层的内天井改善了高层建筑内部的通风及采光条件,起到了环保、节能、愉悦身心、增进交流的作用,但给防火安全带来许多新的问题,成为建筑师取舍两难的心痛。按照现行防火规范,各层应为单独防火分区,需要设置大量防火卷帘1。这不仅造价高昂,而且破坏了一3,以获得可以接受的、等效的消防安全水平。在建筑不能满足现有方式防火规范、又要体现设计创意的情况下,性能化设计的方法提供了一个可选的良好解决问题途径。本文采用性能化防火分析的方[收稿日期]2007201205[基金项目]国家自然科学基金项目(50406026)[作者简介]朱国庆(19682),男,博士生,副教授、高级工程师[联系方式]zgq119xz@1261com2建筑科学第23卷法,对某高层建筑(设置双内天井的一类高层综合楼)建立火灾模型和性能评价标准,用FDS火灾模拟软件进行数值模拟,分析自然排烟状态下火灾烟气对防火分区和安全疏散的影响。2某高层建筑基本情况及消防设计问题某高层建筑总建筑面积70372m2,为钢筋混凝土框架2剪力墙结构,地上19层,地下1层。地上1～4层为商业,5～19层为住宅(或公寓式办公,层高418m)。在5～19层住宅部分中心沿南北方向并列布置2个高度分别为74165m、55195m的内天井,自4层顶面分别通至19层和15层。围绕2个通天的内天井,四周各层布置了12～38间不等的一室一厅...