消防安全指南：消防安全评估烟气运动区域模型方法

 消防安全指南：消防安全评估烟气运动区域模型方法

1 一般规定

    区域模型用于模拟分析火灾烟气的运动。区域模型中通过输入建筑物参数、火灾荷载、火灾场景和消防设施设备等，得到关于烟气运动的烟气层厚度、烟气层温度和烟气运动速度等信息。

2 输入信息

    包括：

    ——建筑物参数（地板和顶棚面积、房间高度、房间开口位置和尺寸）；

    ——火灾荷载（建筑内储物和室内装修材料的热化学性能、热物理性质）；

    ——设计火灾热释放速率和火源位置；

    ——设施设备参数（火灾探测器、排烟设备参数等）。

3 输出信息

    包括：

    ——烟层厚度；

    ——烟气层温度；

    ——开口的流速；

    ——烟密度和耗氧量。

4 结果应用

    区域模型适用于预测烟气的充填以及火灾的发展，包括达到轰燃的时间，其结果可直接用于应急救援模型、火灾探测模型、结构响应模型等。

5 区域模型的局限性

    使用区域模型时需要考虑到模型是否适合设计的火灾场景，如房间的长、宽、高比值，房间高度和地面面积等。

7.4 场模型方法

7.4.1 一般规定

    场模型可用于模拟分析火灾的烟气运动。该类模型利用数值计算方法将计算区域划分为互相关联的大量小体积单元，根据质量守恒定律（连续性方程）、动量守恒定律（Navier-Stokes方程）、能量守恒定律（能量方程）以及化学反应定律，在体积单元之间建立相互关联的方程组，求解质量方程、动量方程和能量方程，可得出对烟气移动的预测评估。

7.4.2 模型预测法

    场模型预测法可对计算域中每个体积单元的速度、温度、燃料和氧化剂及燃烧产物的浓度和压力等进行预测，还可预测开口部的烟气质量流量，以及通过固体边界的对流热和辐射热。

7.4.3 计算结果的验证

    对每个数值解进行工程适用性判断前，应对其收敛性进行分析。数值解相对于网格精细程度的敏感性同时也需要得到检验。

7.4.4 消防安全评估的工作模式

    应用场模型分析火灾烟气运动时，应首先对其模型、求解方法进行科学评价和验证，保证分析结果合理可信。

7.5 试验方法

    试验方法在消防安全工程中承担着重要的作用，可以利用缩尺寸试验和热烟试验（见GA/T999-2012）、实体火灾试验等对烟气运动进行预测及评估。当采用试验方法对火灾烟气运动进行研究时，可依据GB/T31540.2-2015给出的指南实施。