定量分析及计算是主题乐园特殊论证设计的主体部分,基于火灾危险性分析的性能化消防设计包括几个主要的定量分析手段:数值计算、烟气控制CFD模拟、人员疏散动态模拟、结构整体分析等。
数值公式计算:通常利用传热学、流体力学等基本模型,结合国际消防科学研究的专用模型,计算火灾过程中各物理化学状态参数。如基于火灾规模清晰高度的排烟量计算,防火隔离带计算。
烟气控制CFD模拟:利用CFD软件模拟火场的烟气控制效果,可以设计或检验排烟系统,起到验证和优化的作用。一般主要采用的是美国国家标准研究所研发的火灾烟气动态模拟软件FDS进行有关烟气控制的模拟,这一软件也是目前国际火灾科学领域公认的最为可信的模拟软件(图9-1)。
图9-1 FDS火灾烟气模型
人员疏散动态模拟:利用疏散模拟软件可对人员疏散进程进行动态模拟,以检验所设计疏散楼梯的疏散能力,结合烟气控制CFD模拟分析,可对疏散设计的安全性进行判定。根据动态模拟结果,优化疏散系统的设计,如改变楼梯的位置,改变疏散楼梯的宽度等。常见疏散分析软件如STEPs,PATHFINDER,Exdous等(图9-2)。(www.xing528.com)
结构整体分析:基于性能的结构抗火设计方法允许结构抗火性的要求根据建筑物的实际危险确定。也就是说采用真实火灾下的火灾环境对整体结构进行计算分析,而不是简单地采用标准升温曲线对单一构件进行分析。在某些情况下可以减少某些类型的建筑和某些场所的防火保护而仍能保证安全。更重要的是,性能化结构抗火分析使设计者了解实际结构在真实火灾下的性能,通过对结构细部的调整,增强整体结构在火灾下的稳定性(图9-3)。
图9-2 PATHFINDER人员疏散模型
图9-3 钢结构抗火性分析(ANSYS)
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