FDS基于数值模拟的大空间建筑烟气蔓延特性研究(3)
1.2.1 国内的研究现况和发展
1.2.2 国外的研究现况和发展
国外关于大空间建筑烟气流动及控制的研究始于二十世纪七十年代，DF Fletcher[4]在1994年研究了隧道火灾中的烟气流动问题；JA Milk[5,6]研究了中庭烟气控制中的计算机辅助设计；WN Brooks研究了烟气层高度的计算方法；JH Klot深入分析和总结了中庭火灾烟气流动的计算方法；G.V Hadjisophocleous与GD Lougheed用数值模拟研究了中庭火灾机械碍眼系统的排烟效果。ME David深入分析了大空间建筑火灾中的烟气控制方法。G Cox 和 S Kumar 在机械通风环境中对火灾进行了场模拟的研究；PL Hinkley 分析了烟气在大空间的水平流动，并且得出了封闭商场中的烟气控制的设计方法。
1.2.3 发展前景
2 大空间火灾分析的理论基础
由于大空间结构及使用功能的多样性、火焰荷载大、火源类型复杂等特点，与普通建筑相比，大空间建筑火灾的防治更有其特殊性。
2.1 火灾动力学基础
2.1.1 室内火灾发展过程及特性
根据室内火灾温度随时间的变化特点，可将火灾发展过程分为三个阶段，即火灾初起阶段、火灾全面发展阶段、火灾熄灭阶段。
1.初起阶段室内发生火灾后，最初只是起火部位及其周围可燃物着火燃烧。这时火灾好象在敞开的空间里进行一样。
初起阶段的特点是:火灾燃烧范围不大，火灾仅限于初始起火点附近;室内温度差别大、在燃烧区域及其附近存在高温，室内平均温度低;火灾发展速度较慢，在发展过程中火势不稳定;火灾发展时间因点火源、可燃物质性质和分布、通风条件影响长短差别很大，火灾发展一般会出现以下情况：
（1）初始可燃物全部烧完而未能延及其他可燃物，致使火灾自行熄灭。这种情况通常发生在初始可燃物不多且距离其他可燃物较远的条件下
（2）火灾增大到一定规模，但是由于通风不足使燃烧强度受到限制，于是火灾以较小的规模持续燃烧。若通风条件相当差，则在燃烧一段时间后火灾也会自行熄灭。
（3）如果可燃物充足且通风良好，火势将迅速扩展，乃至将其周围的可燃物易燃，起火房间内的温度也随之迅速上升。
根据初起阶段的特点可见，该阶段是灭火的最有利时机，应设法争取尽早发现火灾，把火灾及时控制消灭在起火点。为此，在建筑物内安装和配备适当数量的火火设备，设置及时发现火灾和报警的装置是很有必要的。初起阶段也是人员疏散的有利时机，发生火灾时人员若在这一阶段不能疏散出房间，就很危险了。
2.全面发展阶段
在火灾初起阶段后期，火灾范围迅速扩大，当火灾房间温度达到一定值时，聚积在房问内的可燃气体突然起火，整个房问都充满了火焰，房间内所有可燃物表面部分都卷人火灾之中，燃烧很猛烈，温度升高很快。房间内局部燃烧向全室性燃烧过渡的这种现象通常称为轰燃。轰燃是室内火火最显著的特征之，它标志着火灾全面发展阶段的开始，对于安全疏散而言。人们若在轰燃之前还没有从室内逃出，则很难幸存。
轰燃发生后，房问内所有可燃物都在猛烈燃烧。放热速度很大，因而房间内温度升高很快、并出现持续性高温，最高温度可达1100摄氏度左右。火焰、高温烟气从房的开口大量喷出，把火灾蔓延到建筑物的其他部分室内高温还对建筑构件产生热作用，使建筑构件的承载能力下降，甚至造成建筑物局部或整体倒塌破坏。
室内火灾保持着稳定的燃烧状态。火灾全面发展阶段的持续时问取决于室内可燃物的性质和数量、通风条件等。
为了减少火灾损失，针对火灾全面发展阶段的特点，在建筑防火设计中应采取的主要措施是:在建筑物内设置具有一定耐火性能的防火分隔物，把火灾控制在一定的范围之内，防止火灾大面积蔓延;选用耐火程度较高的建筑结构作为建筑物的承重体系，确保建筑物发生火灾时不倒塌破坏，为火灾时人员疏散、消防队扑救火灾，火灾后建筑物修复、继续使用创造条件。
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