水电站地下主厂房防火性能化设计研究

论文摘要

随着我国经济建设的日益发展,各种类型的工业建筑相继涌现,并逐渐向着大型化、地下化以及高层化发展。由于此类现代化工业厂房中采用了大量新技术,新材料,新工艺,且生产过程和工艺流程的特殊要求,往往不能按照现有的相关国家防火规范的要求使用防火墙分隔。而工业厂房内往往存有大量的可燃物、甚至是易燃易爆物品,还有大批现代化的机器设备,增加了火灾发生的可能性和后果的严重性。本文以水电站地下主厂房的性能化防火设计为例,探讨了性能化防火设计在工业厂房中的应用,是对性能化的防火设计方法在现代化工业厂房中的应用有益的探索。通过FDS火灾模拟软件建立火灾模型,按照火灾场景的设计原则,选择了具有代表性的火灾场景进行火灾模拟,并对比分析了火源位置相同时有机械排烟和无机械排烟两种工况,以验证机械排烟系统的有效性。利用日本的人员安全疏散经验公式对人员的安全疏散时间进行了预测。根据性能化防火设计中的安全性判定准则和判据,以及设定的安全目标研究了该地下主厂房内火灾时人员安全疏散和防止火灾蔓延的性能。并利用多种方法和技术手段对不能满足人员安全疏散条件的场景提出了改进措施。最后对下一步研究内容及性能化防火研究的发展进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国外性能化研究现状
• 1.2.2 国内性能化研究现状
• 1.3 本课题的研究意义及研究内容
• 1.4 章节安排
• 2 性能化防火设计综论
• 2.1 概念及特点
• 2.1.1 性能化防火设计的概念
• 2.1.2 性能化防火设计的特点
• 2.2 性能化设计的步骤
• 2.2.1 设计准备阶段
• 2.2.2 定量评估阶段
• 2.2.3 文件编制阶段
• 2.3 性能化防火的设计要点
• 2.3.1 火灾场景设计
• 2.3.2 人员的安全疏散
• 2.3.3 安全疏散的标准
• 2.3.4 火灾蔓延分析
• 2.3.5 自动喷水灭火系统
• 3 安全性判据及火灾场景设定
• 3.1 性能化安全性判定准则及判据
• 3.1.1 人员疏散安全性判定准则、判据
• 3.1.2 防止火灾蔓延扩大的判定准则
• 3.2 性能化设计安全目标
• 3.3 安全疏散的影响因素
• 3.3.1 烟气层的高度
• 3.3.2 热辐射
• 3.3.3 对流热
• 3.3.4 烟气中有害气体
• 3.3.5 能见度
• 3.4 烟控系统设计
• 3.4.1 烟羽流的质量流量
• 3.4.2 烟气层平均温度
• 3.4.3 烟羽流的体积流量
• 3.5 火灾场景设定
• 3.5.1 火灾的发展过程
• 3.5.2 火灾荷载
• 3.5.3 火灾增长类型
• 3.5.4 火灾最大热释放速率的确定
• 4 水电站地下主厂房防火性能化实例研究
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 基本情况
• 4.1.2 地下厂房
• 4.1.3 排烟系统
• 4.1.4 存在的主要消防问题
• 4.2 火灾模拟软件
• 4.2.1 火灾模拟软件FDS简介
• 4.2.2 主要功能
• 4.2.3 基本守恒方程
• 4.3 火灾场景设定
• 4.3.1 建立火灾模型
• 4.3.2 火源位置的设定
• 4.3.3 火灾场景设定结果
• 4.4 烟气运动情况
• 4.4.1 火灾位置A
• 4.4.2 火灾位置B
• 4.4.3 火灾位置 C
• 4.4.4 火灾位置 D
• 4.5 模拟结果及分析
• 4.5.1 火灾场景 A-1
• 4.5.2 火灾场景 A-2
• 4.5.3 火灾场景 B-1
• 4.5.4 火灾场景 B-2
• 4.5.5 火灾场景 C-1
• 4.5.6 火灾场景 C-2
• 4.5.7 火灾场景 D-1
• 4.5.8 火灾场景 D-2
• 4.5.9 小结
• 4.6 疏散时间预测方法
• 4.6.1 疏散开始时间的预测
• 4.6.2 人员疏散经验公式计算（日本避难安全检证法）
• 4.6.3 人员安全疏散的计算机模拟
• 4.7 安全疏散时间的计算
• 4.7.1 疏散人数的确定
• 4.7.2 疏散开始时间
• 4.7.3 主厂房内人员的疏散时间
• 4.8 结果分析
• 4.8.1 人员安全疏散性能
• 4.8.2 防止火灾蔓延的性能
• 4.8.3 防火对策及改进措施
• 5 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间发表的论文