本書以城市地下綜合體的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與防護(hù)問題為主要研究目標(biāo),內(nèi)容涉及火災(zāi)中煙氣和溫度擴(kuò)散過程的數(shù)值模擬、物理模擬、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案適用性研究,以及火災(zāi)荷載對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的影響,并通過研究提出城市地下綜合體建筑防火問題的概念設(shè)計(jì)原則和基于數(shù)值模擬、物理模擬的防火設(shè)計(jì)流程,運(yùn)用多學(xué)科綜合理論,采取多元綜合研究方法,從理論和試驗(yàn)兩個(gè)層面研究和探索了大型地下綜合體建筑物的防火設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。其研究結(jié)果表明地下綜合體建筑的設(shè)計(jì)方案中所提出的通風(fēng)排煙方案,不會(huì)對(duì)鄰近建筑分區(qū)造成較大影響,基本能夠滿足火災(zāi)條件下煙氣控制的需求。本書可以作為土木工程專業(yè)的學(xué)生及科研院校相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考用書。
本書中運(yùn)用多學(xué)科綜合理論,采取多元綜合研究方法,從理論和試驗(yàn)兩個(gè)層面研究和探索大型地下綜合體建筑物的防火設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。此外結(jié)合廣州擬建的麓湖地下空間項(xiàng)目火災(zāi)煙氣擴(kuò)散過程的模擬試驗(yàn),對(duì)地下空間火災(zāi)現(xiàn)象的發(fā)展及影響進(jìn)行了研究,以及對(duì)地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的分析方法進(jìn)行了研究。
隨著我國城市化進(jìn)程的發(fā)展,大城市的用地日趨緊張,城市地下空間的開發(fā)和城市地下綜合體的建設(shè)日益受到政府和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。與地面建筑不同,城市地下綜合體是體量龐大的地下空間,其消防安全是建設(shè)者最為關(guān)心的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。當(dāng)前關(guān)于城市地下空間消防安全的理論研究仍處于發(fā)展階段,計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)和性能化防火設(shè)計(jì)理論的發(fā)展為其注入了動(dòng)力。
本書以城市地下綜合體的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與防護(hù)問題為主要研究目標(biāo),內(nèi)容涉及火災(zāi)中煙氣和溫度擴(kuò)散過程的數(shù)值模擬、物理模擬,通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案適用性研究,以及火災(zāi)荷載對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的影響,并通過研究提出城市地下綜合體建筑防火問題的概念設(shè)計(jì)原則和新的基于數(shù)值模擬和物理模擬的防火設(shè)計(jì)流程。本書中運(yùn)用多學(xué)科綜合理論,采取多元綜合研究方法,從理論和試驗(yàn)兩個(gè)層面研究和探索大型地下綜合體建筑物的防火設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。此外結(jié)合廣州擬建的麓湖地下空間項(xiàng)目火災(zāi)煙氣擴(kuò)散過程的模擬試驗(yàn),對(duì)地下空間火災(zāi)現(xiàn)象的發(fā)展及影響進(jìn)行了研究,以及對(duì)地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的分析方法進(jìn)行了研究。在物理模擬試驗(yàn)方面,首先以氯酸鉀和蔗糖為氧化劑與還原劑,通過改變兩種試劑的配比,并設(shè)計(jì)了引燃電路,成功研制了一種可用于地下空間火災(zāi)煙氣擴(kuò)散過程模擬的發(fā)煙裝置。按照1∶75的比例,制作了麓湖地下空間的部分有機(jī)玻璃模型,對(duì)原型結(jié)構(gòu)的停車場和商業(yè)區(qū)中廳發(fā)生火災(zāi)等5種工況的煙氣擴(kuò)散過程進(jìn)行了試驗(yàn)研究,結(jié)果表明項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案中所提出的通風(fēng)排煙方案,不會(huì)對(duì)鄰近分區(qū)造成較大影響,基本滿足火災(zāi)條件下煙氣控制的需求,使煙氣控制在容許的范圍內(nèi)。
本書主要由北京科技大學(xué)的牟在根、張舉兵,廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院的隋軍、寧平華以及北京金隅嘉業(yè)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司的楊慶凱編著。在本書編寫過程中,北京科技大學(xué)研究生馬萬航、周琦、馮雷等參與了編寫工作,在此對(duì)他們表示誠摯的謝意。另外,本書在調(diào)研、編寫以及相關(guān)論文的發(fā)表等過程中,還得到了國家自然科學(xué)基金研究項(xiàng)目(51578064)的大力支持,在此表示非常感謝。同時(shí),本書參考和引用了很多已經(jīng)公開發(fā)表的文獻(xiàn)和資料,為此謹(jǐn)向相關(guān)作者表示真摯的感謝。
希望本書能對(duì)讀者的學(xué)習(xí)和工作有所幫助。鑒于編者水平有限,書中難免有錯(cuò)誤和不妥之處,敬請讀者批評(píng)指正。
牟在根,北京科技大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。目前的主要研究方向有:結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)理論與計(jì)算方法;結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用;大跨空間結(jié)構(gòu)的分析與研究;建筑結(jié)構(gòu)抗震性能分析與研究。隋軍,廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院,院長。張舉兵,北京科技大學(xué)副教授,博士。主要研究方向:橋梁工程設(shè)計(jì)理論、橋梁結(jié)構(gòu)檢測與維修加固、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。
1概述1
1.1引言1
1.2地下綜合體的概念 7
1.3地下綜合體的分類和特點(diǎn)9
1.4國內(nèi)外城市地下空間的發(fā)展?fàn)顩r16
1.5地下綜合體火災(zāi)危險(xiǎn)性及防控分析18
2火災(zāi)荷載與火災(zāi)場景30
2.1火災(zāi)燃燒學(xué)基礎(chǔ)30
2.2建筑室內(nèi)受限燃燒39
2.3火災(zāi)荷載44
2.4火災(zāi)場景設(shè)置48
3火災(zāi)煙氣流動(dòng)的計(jì)算56
3.1火災(zāi)煙氣特性56
3.2對(duì)稱煙羽流63
3.3煙層高度的計(jì)算66
3.4英國與日本煙氣質(zhì)量流量的計(jì)算68
3.5煙氣流動(dòng)的計(jì)算模型70
4建筑防火性能化設(shè)計(jì)方法76
4.1建筑防火設(shè)計(jì)內(nèi)容76
4.2性能化防火設(shè)計(jì)方法的提出77
4.3性能化防火設(shè)計(jì)的基本步驟與方法79
5試驗(yàn)研究 82
5.1有機(jī)玻璃模型設(shè)計(jì)與加工82
5.2試驗(yàn)記錄設(shè)備91
5.3發(fā)煙劑配比研究91
5.4煙氣擴(kuò)散模擬試驗(yàn)106
6火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)空間分布研究147
6.1火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的定義147
6.2火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本原則147
6.3火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制基本流程148
6.4火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析方法149
6.5分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)矩陣152
6.6火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟154
6.7灰色聚類法在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用154
7結(jié)論158
參考文獻(xiàn)160