低气压对竖井自然排烟隧道内火灾烟气层的影响研究.docx

低气压对竖井自然排烟隧道内火灾烟气层的影响研究
低气压对竖井自然排烟隧道内火灾烟气层的影响研究
摘要：
随着城市建设的不断发展，建筑物的高度日益增加，竖井自然排烟隧道作为一种有效的火灾排烟系统被广泛应用。然而，低气压是竖井自然排烟隧道设计中一个重要的因素，它对火灾烟气层的形成和排除有着重要的影响。本文基于火灾排烟原理，通过理论推导和数值模拟，研究了低气压对竖井自然排烟隧道内火灾烟气层的影响，为竖井自然排烟隧道的设计和施工提供了理论依据。
关键词：竖井自然排烟隧道；低气压；火灾烟气层；数值模拟
引言：
竖井自然排烟隧道是一种基于自然对流原理的火灾排烟系统，具有结构简单、造价低、效果良好等优点，因而在高层建筑中得到广泛应用。在火灾发生时，高温烟气会向上升腾，形成火灾烟气层，而竖井自然排烟隧道通过竖井通风系统排除烟气，并保持隧道内的安全逃生环境。但是，低气压是竖井自然排烟隧道中的一个重要因素，它会对火灾烟气层的形成和排除产生影响。因此，本研究旨在通过理论推导和数值模拟，探究低气压对竖井自然排烟隧道内火灾烟气层的影响，为竖井自然排烟隧道的设计和施工提供依据。
理论推导：
竖井自然排烟隧道中，火灾烟气层的形成和排除是通过自然对流实现的。当火灾发生时，烟气在竖井内逐渐上升，形成火灾烟气层。根据气象学原理，气压随着高度的增加呈指数下降。因此，火灾烟气层会受到较低的气压影响，加速上升。同时，竖井自然排烟隧道中的通风系统会通过排气口排出烟气，形成负压区域，进一步加速火灾烟气层的排除。
数值模拟：
本文采用计算流体力学（CFD）模拟方法对竖井自然排烟隧道内的火灾烟气层进行模拟。首先，建立竖井自然排烟隧道的三维模型，并设定合适的边界条件和初始条件。然后，采用不可压缩流体模型和湍流模型，对火灾烟气层的温度和速度等参数进行计算。最后，通过数值模拟结果分析低气压对火灾烟气层的影响。
结果与讨论：
通过数值模拟的结果，我们可以发现低气压会对竖井自然排烟隧道内的火灾烟气层产生重要影响。首先，低气压会加速火灾烟气层的上升速度，使烟气更快地排出竖井。其次，低气压还会影响火灾烟气层的温度分布。由于气压的降低，火灾烟气层内部的烟气温度会随之降低，从而降低火灾对周围结构的破坏程度。
结论：
本研究通过理论推导和数值模拟，深入探究了低气压对竖井自然排烟隧道内火灾烟气层的影响。研究结果表明，低气压对竖井自然排烟隧道具有重要意义，它能够加速火灾烟气层的排除，降低火灾对建筑物的破坏程度。因此，在竖井自然排烟隧道的设计和施工中，应该合理考虑低气压因素，以提高火灾排烟系统的效果。
参考文献：
1.徐俊华，胡伟.建筑自然排烟设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.
2.王强，程卫东.消防安全工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.
3.ShuaiZhu,YunZhao.Numericalsimulationofsmokeandtoxicgasdistributioninroadtunnelfireandfiredevelopmentprocess.AppliedThermalEngineering,2019,149:526-534.
4.YanbingWang,JingmingHou,etal.Numericalinvestigationofsmokeback-layeringphenomenoninducedbythewindeffectindeeptunnelfires.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2019,141:91-102.