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3.3.6 充气膜结构建筑输出文件设置 24
第4章 数值模拟结果分析 29
4.1 火灾场景一 29
4.1.1 压力分析 29
4.1.2 CO浓度分析 43
4.1.3 能见度分析 46
4.2 火灾场景二 50
4.2.1 压力分析 50
4.2.2 CO浓度分析 57
4.2.3 能见度分析 59
4.3 火灾场景三 61
4.3.1 压力分析 61
4.3.2 CO浓度分析 68
4.3.3 能见度分析 70
4.4 火灾场景四 72
4.4.1 压力分析 72
4.4.2 CO浓度分析 79
4.4.3 能见度分析 81
第5章 结论与展望 84
致谢 86
参考文献 87
附页：部分火灾场景源代码 88
第1章 绪论
1.1 研究背景
随着建筑行业材料和结构科学发展水平的发展，充气膜结构已经作为一种新兴结构形式，得到了广泛的应用。同时，这种结构也被称为“空气支撑膜结构建筑”。性能良好的织物可以作为其材料，并且利用柔性的钢索或者刚性支撑结构，通过膜内外的压力差将膜面绷紧。即它的原理就是利用自动平衡充气设备向膜结构内部充气，使的膜结构产生内外压力差[1]。根据利用内外压力差的原理可以使几十吨重的膜结构膨胀起来从而形成封闭空间的建筑。充气膜结构具有众多优点，例如建设周期短，重量轻，成本低，文护方便，并且能够极好与自然相融合。与此同时，其由于只承受张力，从而使得材料受力性能能够得到充分发挥。它在国际建筑界陪誉为二十一世纪的建筑。
膜结构大多数用于都用在大空间建筑，例如体育馆、展览建筑、剧院的展览厅和观众厅等，该面积和长度可以根据需要来确定。但是由于规范的限制，如果用于商业、食堂、学校、菜市场等，就必须作出防火分区，然而划分防火分区存在着很大的困难，即该种建筑的高度和跨度大多都很大。所以，一旦发生了火灾，各种垂直通道将起拔火桶作用。当烟气到达了膜面以下时，顶部的气流水平运动，会使火灾横向扩大，从而容易形成大面积的火灾蔓延。
1.1.1 充气膜火灾的发展特性
表1 充气膜结构的缺陷
存在的问题 具体表现
防火分区过大 充气膜建筑的高度和跨度较大，若采用普通建筑的防火门、防火卷帘等防火分隔措施，难以进行防火排烟分隔和采取相应的排烟措施。
普通火灾探测技术无法及时发现火灾 普通建筑的楼层高度一般在6米以下，其一般都使用以烟气浓度或者温度为信号的顶棚安装式火灾探测器。然而由于充气膜结构的结构特征，早期火灾烟气不一定能上升到顶棚，同时烟气在上升过程中会与冷空气有能量交换过程，即使烟气可以上升到顶棚，也会因为其温度过低，难以实现高温火灾探测。
常用的喷水灭火装置不能有效地发挥作用 在普通建筑中，洒水喷头通常是按一定间距沿顶棚分布安装。当顶棚的温度达到喷头的启动温度后，水喷头开始工作。同样由于充气膜建筑的结构特征，这种依靠温度变化而启动的喷头及其顶棚安装方式也不实用。同时顶棚灭火系统的喷头与火源相距甚远，水滴还未到达火焰面，就已被热烟气羽流冲散并迅速蒸发。
续表1
存在的问题 具体表现
烟气层高度不均匀 充气膜结构内部存在热风压，致使结构上部形成一定厚度的热空气层，它会阻止火灾早期烟气上升到棚顶，可能导致自然排烟系统失效。
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