机械补风气流组织对建筑疏散通道内火灾烟气控制的作用机理研究

Studies have shown that make-up air system is one of the important components of building fire smoke control system. The make-up air distribution affects the fire smoke control directly. Existing researches of make-up air distribution focuses on the whole building space. However, in the case of fire, people evacuated from the building mainly use the lower space of the evacuation passageway in each floor. The make-up air only supplied to some designated area. It is of great significance to reduce the casualties in fire accidents. Therefore, this project aims at directing personnel escape under fire conditions. This project adopts the theoretical analysis, experimental test and numerical simulation to study the design mechanism of make-up air distribution in the local area of building evacuation passageway, which mainly includes four aspects. ①The theoretical mode of the breathing zone ventilation for the mechanical make-up air system is established.②The main factors affecting make-up air distribution in the evacuation passageway will are identified. And the formation mechanism of airflow distribution is analyzed.③Quantitative description of the main influential parameters of the air distribution pattern of the air conducive to smoke control will is obtained. ④The precise and suitable prediction model for the air supply mode of the make-up air system is obtained. This project will put forward new ideas for building fire smoke control and provide the scientific basis for the design of make-up air supply system in building smoke control and exhaust engineering, which has an important theoretical and practical significance.

补风系统是建筑火灾烟气控制系统的重要组成部分，补风气流直接影响建筑物内的烟气控制效果。现有的研究针对的是整个建筑空间，然而火灾工况下，人员疏散利用的主要是建筑物各个楼层疏散通道的下边部空间。仅对人员使用的局部区域补风，对降低火灾事故中的人员伤亡具有重要意义。因此，本项目拟以保障火灾工况下的人员逃生为目的，针对建筑疏散通道局部区域内有效控制火灾烟气的补风气流组织的作用机理展开研究，主要包括：①提出机械补风系统呼吸区通风模式的理论模型；②探明影响疏散通道内补风气流分布的主要因素和气流分布形成机制；③定量化描述有利于烟气控制的补风气流组织形式的主要影响参数；④得出有效控制烟气扩散的补风系统送风模式的预测模型。本项目为建筑火灾烟气控制提出了新的思路，研究成果有望为建筑防排烟工程中补风系统的设计提供科学依据，具有重要的理论意义和工程应用价值。

补风系统是建筑火灾烟气控制系统的重要组成部分，补风气流直接影响建筑物内的烟气控制效果。现有研究利用机械补风系统对烟气的控制都是基于如何提高整个建筑的烟气层高度，并未考虑各个楼层的烟气层的问题，尤其是建筑物的较高楼层疏散通道的烟气层高度和烟气浓度、可见度等参数；②机械补风系统设计时，并没有结合人员在火灾环境中疏散路径选择的因素。然而火灾工况下，人员疏散利用的主要是建筑物各个楼层疏散通道的下边部空间。仅对人员使用的局部区域补风，对降低火灾事故中的人员伤亡具有重要意义。因此，本项目拟以保障火灾工况下的人员逃生为目的，针对建筑疏散通道局部区域内有效控制火灾烟气的补风气流组织的作用机理展开研究，主要研究内容包括：①提出机械补风系统呼吸区通风模式的理论模型；②探明影响疏散通道内补风气流分布的主要因素和气流分布形成机制；③定量化描述有利于烟气控制的补风气流组织形式的主要影响参数；④得出有效控制烟气扩散的补风系统送风模式的预测模型。.针对以上研究内容，本研究得到的结果包括：①提出了呼吸区补风与地板补风相结合的补风方式；②在建筑走廊呼吸区布置宽×高：0.667 m×1m的补风口，且各个风口之间的距离为2.4 m时，对烟气的控制效果较好；③呼吸区补风量与地板补风量的比例为4:1时，对烟气控制的效果较好；④在本研究提出的补风方式下，总的补风量为排烟量的90%时，对疏散通道内的烟气控制效果较好；⑤排烟口的宽度对排烟效率影响显著，在本研究提出的补风方式下，排烟风口设置为2 m×1.5 m的大小，每间隔10 m布置一个风口的排烟口布置方式较好，可以有效汇聚烟气，防止烟气的蔓延，总排烟效率可达到75.77%。.本项目为建筑火灾烟气控制提出了新的思路，研究成果有望为建筑防排烟工程中补风系统的设计提供科学依据，具有一定的理论意义和工程应用价值。在该国家自然科学基金项目的支持下，项目负责人已在国际期刊发表SCI论文5篇，EI论文3篇。