当前随着科学技术的迅猛发展,人们对城市运作效率的要求日益增高,商业综合体应运而生,促进城市经济发展,达到互利共赢目的。基于综合体结构复杂化以及人类需求的提升,传统的消防技术及规范已不能完全满足现有新型综合体建筑要求。细水雾技术具有诸多突出优点,因此发达国家多采用细水雾性能化设计替代传统技术,以避免造成安装参数、喷雾参数在综合体设计中的不协调。但细水雾的研究主要集中在受限空间的常压环境,高压细水雾在新型建筑的应用较少,设计问题突出,缺少对大空间综合体高压细水雾特性参数的探讨,因此本文参考美国消防协会标准(National Fire Protection Association简称NFPA)利用BIM技术在建筑全寿命周期集成和共享方面的优势,建立某商业综合体BIM 3D模型,转化为火灾动态模型,利用性能化设计及最不利原则,首先对高压细水雾特性参数控火效能进行探讨,并对机械排烟和高压细水雾灭火作用下的火灾烟气流动规律进行探讨,使特性参数的设计对控火具有最大保障性。1)利用BIM技术建立商业综合体3D模型并采用IFC标准二次开发,运用分层转化方式转化为fds(火灾动态模拟)计算模型,分析大空间综合体超快速火中高压细水雾与火焰相互作用过程,研讨单嘴喷头Ⅱ级高压细水雾在不同喷射速度(7/10/13/15m/s)、雾化角(60/90/105/120°)以及水雾压力(8/10/13/15MPa)因素下与火焰相互作用过程,分析细水雾控火效能。研究结果表明:雾化角增大一定程度时,细水雾控火效能提高;大空间综合体在不同雾化角高压细水雾施加初期造成湍流扰动比受限空间更加剧烈且温度有回升现象,最佳雾化角大于受限空间;喷射速度增大一定量值时,降温速率与幅值均增大,充分发展阶段温度震荡幅度及时间区域有所减少;随着压力上升至临界压力,温度回升之后波动小,对火源控制效果越好,当超越临界值,火焰横向扩展并加快高温烟气中CO流动。2)商业综合体作为新型特殊建筑,火灾荷载呈现平面分布,在原来羽流的基础上,火势横向竖向迅速扩展,其空间防火措施极其重要。本文研究高压细水雾与机械排烟两种作用,结果表明:机械排烟对于较远处的温度具有明显控制作用,平均温度较高压细水雾降低46.43%;高压细水雾对于火源附近的温度具有可观的控制效果,温度下降87.14%;高压细水雾与机械排烟单独作用,火源附近平均浓度降低91.15%。机械排烟和细水雾共同作用下,抵消或减弱了单独作用的负面效应,温度、浓度控制在指标之内,两者开启时间尽量相近且在火灾增长阶段之前;并提出“等效应力”,来解释等强度机械排烟与高压细水雾的相互作用。3)利用模型分析结果,在整体疏散策略的基础上做了分阶段疏散,结果表明:疏散引导“化零归整”之后,提高楼梯及消防电梯运载效率,必须疏散时间:整体≥2分阶段。
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