本書以城市地下綜合體的火災(zāi)風(fēng)險與防護問題為主要研究目標(biāo),內(nèi)容涉及火災(zāi)中煙氣和溫度擴散過程的數(shù)值模擬、物理模擬、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計方案適用性研究,以及火災(zāi)荷載對風(fēng)險的影響,并通過研究提出城市地下綜合體建筑防火問題的概念設(shè)計原則和基于數(shù)值模擬、物理模擬的防火設(shè)計流程,運用多學(xué)科綜合理論,采取多元綜合研究方法,從理論和試驗兩個層面研究和探索了大型地下綜合體建筑物的防火設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)。其研究結(jié)果表明地下綜合體建筑的設(shè)計方案中所提出的通風(fēng)排煙方案,不會對鄰近建筑分區(qū)造成較大影響,基本能夠滿足火災(zāi)條件下煙氣控制的需求。本書可以作為土木工程專業(yè)的學(xué)生及科研院校相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考用書。
本書中運用多學(xué)科綜合理論,采取多元綜合研究方法,從理論和試驗兩個層面研究和探索大型地下綜合體建筑物的防火設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)。此外結(jié)合廣州擬建的麓湖地下空間項目火災(zāi)煙氣擴散過程的模擬試驗,對地下空間火災(zāi)現(xiàn)象的發(fā)展及影響進行了研究,以及對地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險的分析方法進行了研究。
隨著我國城市化進程的發(fā)展,大城市的用地日趨緊張,城市地下空間的開發(fā)和城市地下綜合體的建設(shè)日益受到政府和研究機構(gòu)的關(guān)注。與地面建筑不同,城市地下綜合體是體量龐大的地下空間,其消防安全是建設(shè)者最為關(guān)心的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。當(dāng)前關(guān)于城市地下空間消防安全的理論研究仍處于發(fā)展階段,計算流體動力學(xué)技術(shù)和性能化防火設(shè)計理論的發(fā)展為其注入了動力。
本書以城市地下綜合體的火災(zāi)風(fēng)險與防護問題為主要研究目標(biāo),內(nèi)容涉及火災(zāi)中煙氣和溫度擴散過程的數(shù)值模擬、物理模擬,通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計方案適用性研究,以及火災(zāi)荷載對風(fēng)險的影響,并通過研究提出城市地下綜合體建筑防火問題的概念設(shè)計原則和新的基于數(shù)值模擬和物理模擬的防火設(shè)計流程。本書中運用多學(xué)科綜合理論,采取多元綜合研究方法,從理論和試驗兩個層面研究和探索大型地下綜合體建筑物的防火設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)。此外結(jié)合廣州擬建的麓湖地下空間項目火災(zāi)煙氣擴散過程的模擬試驗,對地下空間火災(zāi)現(xiàn)象的發(fā)展及影響進行了研究,以及對地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險的分析方法進行了研究。在物理模擬試驗方面,首先以氯酸鉀和蔗糖為氧化劑與還原劑,通過改變兩種試劑的配比,并設(shè)計了引燃電路,成功研制了一種可用于地下空間火災(zāi)煙氣擴散過程模擬的發(fā)煙裝置。按照1∶75的比例,制作了麓湖地下空間的部分有機玻璃模型,對原型結(jié)構(gòu)的停車場和商業(yè)區(qū)中廳發(fā)生火災(zāi)等5種工況的煙氣擴散過程進行了試驗研究,結(jié)果表明項目設(shè)計方案中所提出的通風(fēng)排煙方案,不會對鄰近分區(qū)造成較大影響,基本滿足火災(zāi)條件下煙氣控制的需求,使煙氣控制在容許的范圍內(nèi)。
本書主要由北京科技大學(xué)的牟在根、張舉兵,廣州市市政工程設(shè)計研究院的隋軍、寧平華以及北京金隅嘉業(yè)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司的楊慶凱編著。在本書編寫過程中,北京科技大學(xué)研究生馬萬航、周琦、馮雷等參與了編寫工作,在此對他們表示誠摯的謝意。另外,本書在調(diào)研、編寫以及相關(guān)論文的發(fā)表等過程中,還得到了國家自然科學(xué)基金研究項目(51578064)的大力支持,在此表示非常感謝。同時,本書參考和引用了很多已經(jīng)公開發(fā)表的文獻和資料,為此謹(jǐn)向相關(guān)作者表示真摯的感謝。
希望本書能對讀者的學(xué)習(xí)和工作有所幫助。鑒于編者水平有限,書中難免有錯誤和不妥之處,敬請讀者批評指正。
牟在根,北京科技大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。目前的主要研究方向有:結(jié)構(gòu)工程設(shè)計理論與計算方法;結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用;大跨空間結(jié)構(gòu)的分析與研究;建筑結(jié)構(gòu)抗震性能分析與研究。隋軍,廣州市市政工程設(shè)計研究院,院長。張舉兵,北京科技大學(xué)副教授,博士。主要研究方向:橋梁工程設(shè)計理論、橋梁結(jié)構(gòu)檢測與維修加固、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。
1概述1
1.1引言1
1.2地下綜合體的概念 7
1.3地下綜合體的分類和特點9
1.4國內(nèi)外城市地下空間的發(fā)展?fàn)顩r16
1.5地下綜合體火災(zāi)危險性及防控分析18
2火災(zāi)荷載與火災(zāi)場景30
2.1火災(zāi)燃燒學(xué)基礎(chǔ)30
2.2建筑室內(nèi)受限燃燒39
2.3火災(zāi)荷載44
2.4火災(zāi)場景設(shè)置48
3火災(zāi)煙氣流動的計算56
3.1火災(zāi)煙氣特性56
3.2對稱煙羽流63
3.3煙層高度的計算66
3.4英國與日本煙氣質(zhì)量流量的計算68
3.5煙氣流動的計算模型70
4建筑防火性能化設(shè)計方法76
4.1建筑防火設(shè)計內(nèi)容76
4.2性能化防火設(shè)計方法的提出77
4.3性能化防火設(shè)計的基本步驟與方法79
5試驗研究 82
5.1有機玻璃模型設(shè)計與加工82
5.2試驗記錄設(shè)備91
5.3發(fā)煙劑配比研究91
5.4煙氣擴散模擬試驗106
6火災(zāi)風(fēng)險空間分布研究147
6.1火災(zāi)風(fēng)險的定義147
6.2火災(zāi)風(fēng)險評估的基本原則147
6.3火災(zāi)風(fēng)險評估與控制基本流程148
6.4火災(zāi)風(fēng)險分析方法149
6.5分級標(biāo)準(zhǔn)及風(fēng)險評價矩陣152
6.6火災(zāi)風(fēng)險評估步驟154
6.7灰色聚類法在火災(zāi)風(fēng)險評估中的應(yīng)用154
7結(jié)論158
參考文獻160