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摘要： 近年来的多起高层建筑火灾事故已经使得高层住宅建筑防火成为当前国内外极为关注的热点问题。本论文主要通过 CFD数值模拟仿真分析，研究在室外风和外墙火灾作用下按照原有规范设计的某典型高层办公建筑内楼梯井和电梯井等竖井结构的火灾发展及蔓延规律，火灾烟气演化运动特性，温度场分布。重点是研究竖井内烟气运动参数与室外风和火源位置之间的关系，并以此来考察原有规范排烟设计的效用、可靠性以及适用条件。研究结果表明,通过原有规范设计的高层建筑竖井加压送风设计对高层建筑竖井排烟具有相对可靠性。 本研究成果验证了原有的高层建筑竖井防排烟规范对外墙火灾的适用性，对外墙火灾下的高层建筑竖井防排烟设计具有重要的参考价值。9596
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关键词： 外墙火灾；竖井排烟；高层办公楼；CFD数值仿真
Reliability Analysis on Smoke Control System Design of
Vent Shaft in a High-rise Office Building under Exterior
Wall Fire
Abstract: Many accidents in recent years have made the high-rise residential building fire has
become the extremely hot issue. This thesis mainly use the CFD to study on the regular pattern
of high-building under exterior wall fire and be affect with outdoor wind，fire smoke evolution
movement characteristics，temperature field distribution. Focus is the study of the relationship
between the smoke movement parameters in vent shaft and the outdoor wind. And in order to
study the utility, reliability and applicable condition of the standard design for preventing
smoke. The results prove that vent shaft of high-office design by original design specification
are reliable. The results of this study show applicability of the original design specification
when a high building exterior wall on fire. To compensate for the original high-rise building
vent shaft design specifications lack of consideration for external wall fire.
Keywords: Exterior wall fire； Smoke control； Vent shaft； High-rise office building； CFD 目 录
1 绪论 . 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的目的和意义 2
1.3 研究的内容和方法 2
2 国内外的研究现状 . 3
2.1 国内的关于外墙火灾和竖井烟气运动的研究 3
2.3 国外的相关研究 4
2.3.1 国外关于外墙火灾的相关研究 . 4
2.3.2 国外关于高层建筑竖井排烟的相关研究 5
3 高层建筑外墙火灾及竖井排烟的理论基础 6
3.1 外保温材料的燃烧特性[8] . 6
3.2 火灾流体动力学软件理论基础 6
3.2.1 火灾流体动力学遵循的守恒方程[15] 6
3.2.2 FDS软件简介[8] . 7
3.3 烟囱效应 8
4 某高层办公楼的竖井排烟设计 10
4.1 工程概况 . 10
4.2 竖井防排烟设计 . 10
4.2.1 防烟楼梯间的设置 . 10
4.2.2 机械防烟设计[17] . 11
5 数值仿真模型的建立与模拟方案设计 13
5.1数值仿真模型的建立 13
5.1.1 模型的计算区域 . 13
5.1.2 网格的划分 . 13
5.1.3 室外风速的计算 . 14
5.1.4 模拟参数设定 . 14
5.2 模拟方案设计 . 15
5.2.1 方案一 . 15
5.2.1 方案二 . 15
5.2.3 方案三 . 15