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3.3.1 高层火灾发生的机理 12
3.3.2 高层火灾发展的基本过程 13
3.3.3 高层火灾燃烧的特性参数 13
3.3.4 高层火灾烟气的产生与蔓延 14
3.3.5 室外风对高层火灾的影响 14
4 数值仿真模型的建立与模拟方案设计 16
4.1 物理模型 16
4.1.1 建立建筑物理模型 16
4.1.2 火灾模拟场景设定 17
4.1.3 前提假设及边界条件设置 17
4.1.4 网格划分 18
4.2 模拟方案设计 18
4.2.1 方案一 18
4.2.2 方案二 18
4.2.3 方案三 19
4.2.4 方案四 19
4.2.5 方案五 19
5 数值模拟结果及分析 20
5.1 火源热释放速率分析 20
5.1.1 不同风速对火源热释放速率的影响分析 20
5.1.2 不同风向对火源热释放速率的影响分析 20
5.1.3 无风情况下火源热释放速率的分布情况 21
5.2 建筑表面温度分析 23
5.2.1 不同风速对建筑表面温度的影响分析 23
5.2.2 不同风向对建筑表面温度的影响分析 24
5.2.3 无风情况下建筑物温度的分布情况 24
5.3 CO体积分数分析 26
5.3.1 不同风速对CO体积分数的影响分析 26
5.3.2 不同风向对CO体积分数的影响分析 27
5.3.3 无风情况下CO体积分数的分布情况 28
5.4 能见度分析 30
5.4.1 不同风速对能见度的影响分析 30
5.4.2 不同风向对能见度的影响分析 30
5.4.3 无风情况下能见度的分布情况 31
5.5 空气流速分析 32
5.5.1 不同风速对空气流速的影响分析 32
5.5.2 不同风向对空气流速的影响分析 35
6 结论与展望 37
6.1 结论 37
6.2 展望 37
致谢 39
参考文献 40
1 绪论
1.1 研究背景
面对全球能源的日益紧张，能源问题已经成为社会可持续发展的主要因素之一，建筑耗能是我国能源消耗的主要方面，大力发展节能型建筑已成为人们的共识。外墙外保温材料具有很好的保温隔热效果，所以广泛运用于高层建筑中。目前高层建筑外立面所采用保温材料绝大部分都是高分子有机发泡保温板，这类保温材料具有发热量大，火焰温度高，燃烧速度快，发烟量和毒性大等特点，其火灾安全隐患已经得到广泛的关注。同时，高层建筑又由于具有建筑层数多、功能复杂、设备繁多、装修标准高、人员集中、火源和可燃物较多等特点，一旦发生火灾，由于楼梯间、电梯井、管道井、电缆井、排风道等竖井贯穿于若干或整个楼层，如果防火分隔或防火处理不好，在烟囱效应、浮力、风力的共同影响下，将使火势迅速扩大，烟气迅速蔓延，造成重大的经济损失和人员伤亡。
近年来，重特大高层建筑火灾频发：2008年1月，乌鲁木齐德汇国际广场发生火灾，共造成3名消防队员和2名市民死亡，火灾直接财产损失3亿元人民币；2009年2月9日，央视北配楼发生火灾，直接经济损失1.6亿元；2010年8月28日，辽宁省沈阳市铁西区万达广场售楼处发生火灾，共造成12人死亡，23人受伤；2010年11月15日，上海静安区胶州路高层住宅发生火灾，58人遇难，70余人受伤。高层建筑火灾发生后扑救难度大，难以从外部实施有效的火灾扑救。