高层建筑防排烟系统“处方式”设计与性能化设计的对比研究(4)
1.1.2 研究意义
在进行烟气运动分析之前，需要了解高层建筑火灾的特点。第一，火势蔓延十分迅速。火灾初期起火阶段，烟气在水平方向运动的速度为0.3 m/s；随着时间的发展，火情变严重，火势剧烈燃烧阶段，烟气在水平方向的运动速度可达到0.5~3 m/s[2]。另外，烟气沿着竖向通道的运动速度为3~4 m/s。第二，人员疏散困难。由于高层建筑楼层较高、疏散距离远、楼内人员密集和火灾扑救困难的特点使得处于火场中的人难以逃生。第三，火灾扑救难度太大。比如火势向上蔓延的途径多、消防人员对高层建筑火灾的扑救缺乏实战经验、火灾面积过大引起的用水量不足。这些因素都导致了，处于火场中的人难以自救，火场外的消防战士救援工作困难重重。综上，为保护人安全逃离火场以及消防人员的顺利救援，分析火场内的烟气运动具有重要的意义。
1.2 国内外研究状况
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 本文内容安排
针对高层建筑烟气运动和Pyrosim软件模拟的研究，本文的内容将分为以下七章：
第一章为绪论，介绍了高层建筑防排烟设计的研究背景和研究意义，介绍国内外关于防排烟的研究现状，总结前人的研究工作，明确了本文的研究重点，为为下文各章的介绍奠定基础。
第二章系统的阐述烟气控制的理论基础，主要包括烟气的危害性、烟气蔓延过程、烟气控制方法和性能化防排烟的概念，为本文的安全性能标准以及具体研究点和研究方案提供理论依据。
第三章对介绍了模拟所用软件FDS和Pyrosim的理论基础，基本操作和使用时的注意事项，并对操作界面进行演示。
第四章主要介绍了模拟对象的基本情况、处方式设计方案和相关计算、研究对象的数学建模和最终的模拟结果。基本情况包括建筑的尺寸大小，内部可燃物布置。处方式设计方案包括了机械防排烟的相关计算、排烟口和送风口的布置、风量和风速的设置、火源位置等等。最终通过模拟结果分析方案的不足之处，为下文的性能化方案的提出做好铺垫。
第五章提出了建筑某单层性能化防排烟设计的两种方案，围绕这两种方案进行数学建模和软件模拟，根据模拟得到各个探测点的监测参数，将性能化方案和处方式方案的结果进行对比研究，依据数据，分析2种性能化的方案的提出对于防排烟设计是否有好的改善。
第吹冰章研究了整栋建筑楼梯间防排烟的效果，通过Pyrosim模拟改变送风量的条件下，楼梯间的防排烟效果是否有改变。并分析得到改善的原因。
第七章是结论与展望，对全文的工作进行了总结，以及对以后研究工作的展望。
2 烟气控制的理论基础
2.1 烟气的危害
大量事实表明，烟气是导致建筑火灾当中人员伤亡的罪魁祸首，大多是由于吸入了烟尘和有毒气体昏迷后而致死的。因此对于火场中烟气规律的研究，在建筑防排烟具有重要意义。烟气的危害主要表现在毒害性、减光性和高温三个方面[9]。
2.1.1 毒害性
新型材料在燃烧过程中会释放大量有毒气体。烟气的有毒成分主要为甲醛、乙醛、氢氧化物、氰化氢等[10]。这种毒气会对人体造成致命性的伤害。
烟气中最主要的有毒成分是CO，CO被人体吸入后能与血液中的血红蛋白结合，从而阻碍血液中氧气的运输。当血液中一半以上的血红蛋白和CO结合时，就能导致昏迷致死。
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