我国古建筑防火保护策略的研究

论文摘要

我国悠久的历史留下了数量众多的古代建筑物,随着经济的发展和社会文明程度的提高,古建筑的保护已经渐渐引起了国家和全社会的重视。古建筑的消防安全工作作为古建筑保护工作内容的重要组成部分,需要深入开展的消防科学的研究工作,从而为相应设计条文,法规等提供必要的理论基础。本文通过对火灾、火灾科学以及安全科学的介绍,深入剖析火灾特性及其双重规律,探讨当代消防安全科学的发展动态及方向,结合古建筑火灾形势和安全现状,提出构建古建筑火灾风险评估体系的设想。古建筑的形势多种多样,本文选择两种典型的古建筑类型进行分析,以重庆潼南的杨氏故居及武汉圆通阁为分析原型。利用计算机火灾模拟的手段,对不同类型古建筑的简化模型进行温度场的求解与分析,得到古建筑在不同火灾场景时的火灾特性,为古建筑火灾风险评估体系提供基础和依据。并采用模型实验对计算机模拟进行验证,实验在公安部四川消防研究所专门的实验场所进行。在模拟结果的基础上,提出了具体的古建筑防火体系,详细分析了体系构建的整个过程以及相关的评价方式与数学方法,提出了体系构建过程当中的系列关键性问题,并对其应用前景进行了分析。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 目的及意义
• 1.4 国内外研究现状及本文研究基础
• 1.4.1 古建筑防火保护国内外研究现状
• 1.4.2 性能化及风险评估国内外研究现状
• 1.5 研究内容及论文结构
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 论文结构
• 2 火灾科学与风险评估
• 2.1 引言
• 2.2 火灾概念及火灾简介
• 2.2.1 火灾基本概念
• 2.2.2 火灾的发展
• 2.2.3 火灾规律性
• 2.3 火灾科学与安全科学
• 2.3.1 火灾学
• 2.3.2 火灾防治技术学
• 2.3.3 火灾安全工程学
• 2.3.4 火灾安全科学
• 2.4 性能化设计
• 2.5 火灾风险评估
• 3 古建筑火灾与消防安全形式分析
• 3.1 我国古建筑的特点
• 3.1.1 结构特点
• 3.1.2 屋顶特点
• 3.2 我国古建筑火灾的特点
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 布局
• 3.2.3 性质及使用功能
• 3.2.4 地理位置
• 3.2.5 管理及使用状况
• 3.2.6 自然因素
• 3.3 古建筑火灾规律统计
• 3.3.1 古建筑起火因素统计
• 3.3.2 古建筑火灾随时间变化规律
• 3.3.3 古建筑火灾随地域变化规律
• 3.4 我国古建筑保护现状
• 4 计算机场模拟理论基础
• 4.1 控制方程
• 4.1.1 物理守恒定律
• 4.1.2 基本控制方程组
• 4.2 离散化的思想
• 4.2.1 有限差分法
• 4.2.2 有限元法
• 4.2.3 有限体积法
• 4.3 火灾过程的场模拟理论基础
• 4.3.1 流模模拟方法
• 4.3.2 湍流燃烧模型
• 4.3.3 辐射换热模型
• 4.3.4 碳黑模型
• 5 古建筑火灾场景的设置
• 5.1 火灾场景设置基础
• 5.1.1 增长期的热释放速率
• 5.1.2 充分发展段的热释放速率
• 5.1.3 火灾辐射
• 5.2 FLUENT软件简介
• 6 四合院形式古建筑火灾模拟
• 6.1 杨尚昆故居简介
• 6.2 模型简化
• 6.3 参数设置
• 6.4 火灾模拟分析
• 6.4.1 火灾场景一:室外无风情况
• 6.4.2 火灾场景二:室外有风情况
• 7 高塔形式古建筑模拟
• 7.1 归元寺圆通阁简介
• 7.2 模型简化
• 7.3 参数设置
• 7.4 模拟分析
• 7.4.1 切面一温度分析
• 7.4.2 切面二温度分析
• 7.4.3 切面三温度分析
• 7.4.4 水平切面温度及速度分布
• 8 古建筑防火保护
• 8.1 古建筑防火保护系统的概念
• 8.2 古建筑防火保护系统的组成
• 8.2.1 古建筑火灾评估及危险等级划分
• 8.2.2 房间火灾数据库的建立
• 8.2.3 古建筑防火保护系统的应用
• 8.3 应用前景分析
• 9 杨氏故居实验验证
• 9.1 火灾实验模拟理念基础
• 9.2 实验条件
• 9.3 实验过程
• 9.4 实验与计算机模拟比较
• 10 结论与展望
• 10.1 结论
• 10.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录