以无情地夺去许多人的宝贵生命，可以在顷刻间将人类多年创造的财富化为灰烬。根据联合国世界火灾统计中心提供的资料，近年来，在全球范围内，每年发生的火灾就有万万起，每年有万万人死于火灾。由此可见，火灾防治是人类社会中的项长期的重要任务。根据火灾发生的场合，火灾主要可分为建筑火灾森林火灾工矿火灾交通运输工具火灾等类型。建筑火灾对人们的危害最直接最严重，因为各种类型的建筑物是人们生活和生产的主要场所，也是财产高度集中的场所。我国的建筑火灾直是比较严重的，最近二十年，我国正处于火灾形势比较严峻的时刻，建筑火灾的次数和损失均居高不下，尤其是发生了多起特大和重大火灾，甚至还造成严重的群死群伤事件。例如，新疆克拉玛依友谊馆火灾河南洛阳东都商厦火灾中的死亡人数均超过人，其影响震惊中外。火灾的危害性使人们充分认识到了控制火灾的重要意义，火灾事故是人类社会的重要灾害之，其直接后果是危害人民生命安全，造成经济损失，破坏生态平衡，导致环境污染。随着社会经济发展，城市化步伐的加速，导致重大火灾的危险源不断增多，火灾事故呈现出发生频率高突发性强危害性大等特点，由此而带来的灾难性后果也更加严重，因此，加强火灾事故研究，掌握最新的防火技术，对于预防和控制火灾事故的发生发展，具有重要的意义。火灾的蔓延途径般建筑室内火灾的燃烧过程均可概括为四个发展阶段，即起火期成长期全盛期和衰退期。火灾安全的个重要阶段就是轰然，即热释放速率温度产烟量和烟气毒性开始快速上升。当着火物造成起火，火灾进入轰然后，由于燃烧速度增加，放出大量的热，高温持续，火势亦达鼎盛，此时期成为全盛期。此时期中建筑结构体受到相当的伤害，如石灰石膏乃至混凝土可能产生爆裂声而剥落。全盛时期的长短，与可燃物武警学院本科毕业论文设计第页共页量可燃物与空气接触面积的大小密闭空间开口部的大小有密切关系。此时期会产生巨大的火焰浓烟自开口部喷出，可能引起相邻房间的燃烧或向上层建筑物燃烧，其路径包括喷出外部的火焰烧破上层窗户而燃烧，如图所示图火焰通过外窗蔓延经由内部走廊楼梯间燃烧，如图所示图火焰通过走廊蔓延经由空调风管或管道间燃烧，如图所示图火焰通过空调管道蔓延武警学院本科毕业论文设计第页共页经由分区间隔或帷幕墙结合处的空隙燃烧，如图所示图火焰通过分区间隔燃烧火焰自室内喷出时，其辐射热源对于临栋开口部和可燃墙面等的受热表面会产生最大辐射强度和使温度上升而引燃其燃烧，如图所示。图火焰热辐射引燃相邻建筑本文主要研究第个路径，即喷出外部的火焰烧破上层窗户而燃烧，从而找出阻止火灾烟气竖向蔓延的方法。火灾的研究方法随着火灾形势越来越严峻，如何研究火灾规律成为当前消防科学的个重要目标。世界各国都在消防研究领域中努力探索，英国消防研究所美国国家标准化局和日本建筑研究所都是比较知名的消防研究机构。目前我国已经形成了支以公安部直属的四个消防所究所中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室及其他消防科研院所和大型消防企业为主体,相关教育科研单位和人员为补充的消防科技力量，为研究火灾规律特点，武警学院本科毕业论文设计第页共页有效预防火灾做出了突出的贡献。火灾的主要研究方法有两种是火灾实验，二是火灾计算机模拟。火灾实验是依据已发生的火灾场景，还原燃烧物和现场环境，在实验室内进行火灾实验，找出火灾发生的原因和防止火灾发生的方法火灾计算机模拟是利用计算流体力学模拟软件，对火灾进行模拟。计算机模拟整个火灾过程是近期消防研究的个重要技术方向，计算机生成个烟火瞬变模型,模拟火的发生发展烟的运动烟中毒生命维持人员逃生人的行为和对火灾的反应等。它使人们可以通过在计算机上建立火灾模型，运用工程计算和计算机模拟的方法，对不同空间和环境条件下火灾的发展和蔓延进行模拟和预测并根据设定的火灾场景，测算和确定各种建筑构件材料与组件消防设备以及空间内的火灾特性参数。这样方面减少了人们对昂贵的火灾试验的依赖，可以大大节省研究和测试费用另方面通过设定多种火灾场景进行重复的模拟和演算，可以大大增加研究的灵活性和准确性，便于找出规律性的东西。随着计算机技术的飞速发展，计算机模拟技术会更多的应用到消防研究之中。由于计算机模拟具有投资少效果明显可操和，网格大小分别为其中，为根据建模要求设置的三层楼房建筑，和是为了模拟实际火灾场景设定的建筑外部空间，建筑模拟计算网格的划分如图所示。图建筑网格划分示意图武警学院本科毕业论文设计第页共页外窗结构对烟气运动影响的模拟综合分析本文在结合国内外工程实践的基础上，运用数值模拟方法，分析模拟了设置不同长度挑檐不同高度窗槛墙两种建筑外窗结构阻止火灾烟气通过外窗沿建筑外墙竖向蔓延的性能，下面就其防火性能运用场模拟进行数值计算。建筑火灾中破坏外窗结构的主要因素在以下模拟过程中，假设此建筑三层外窗均为全玻璃式结构，选用普通玻璃。玻璃是非晶体，所以没有固定的熔点，其熔点范围视玻璃混合物主要是纯矽铝氧化物比例不同而不同。影响玻璃破碎的主要因素有内部因素，如玻璃大小厚薄框的结构类型等，外部因素如温度梯度热辐射通量以及压力变化等。实际火灾中玻璃破碎条件的确定是非常困难的，俄罗斯的推荐设定的玻璃破碎温度为。日本的建筑研究所的，等人指出玻璃的破碎温度约为，而的玻璃的平均破碎温度约为，使用玻璃的双层窗玻璃的预期破碎温度大约为，而钢化玻璃在房间达到轰燃之前似乎不会破裂。实验还发现对于外部火灾，在辐射通量达到后出现些普通玻璃的破裂情况，但是在辐射通量达到约时破裂的可能性才会比较高。双层玻璃能抵御大约的辐射通量。钢化玻璃些情况下可以抵御的辐射热通量。本文建筑结构中选用普通玻璃，使研究结果更具有代表性，所以，层外窗起火后，导致建筑外部温度热辐射强度的增加，旦超过普通玻璃的破碎极限，窗户玻璃就极易破损融化，使火灾烟气蔓延至二层房间内。表给出了玻璃所能承受的温度热辐射范围表玻璃所能承受的温度热辐射极限值玻璃类型温度热辐射强度普通玻璃双层玻璃武警学院本科毕业论文设计第页共页落地窗对火灾烟气运动影响的模拟分析落地窗式建筑外墙中心线温度变化图建筑外墙中心线不同时刻温度变化曲线图给出了建筑外墙中心线不同时刻温度变化曲线。时，如图所示，由于火焰由层窗口喷出，因此层高度上建筑外部温度很高，层外窗顶部最高达左右。在二层高度处，由于外窗尚未开启，因此建筑室内温度仍处于的室温，而室外则从二层底部开始，温度由下向上逐渐降低，二层外墙附近温度在之间。二层外窗下缘在距离墙表面以外处温度为，距离处温度为，距离墙表面以内温度为二层外窗上缘在墙外的温度为，距离墙表面以内温度为。这说明距离墙表面以外处的温度高于处，这是由于火焰向外喷出，温度在火焰的范围内最高。在三层高度处，室内保持室温，室外温度在左右。与时相比，当时，如图所示，温度变化趋势与武警学院本科毕业论文设计第页共页时相同，层外窗顶部温度上升至左右。在二层高度处，由于外窗开启，火焰的烘烤和烟气的卷吸，导致室内温度上升至左右，而室外温度持续上升，范围在之间。在三层高度处，室内温度稍高于室温，室外温度在之间。与两个时刻相比，当时，如图所示，层外窗顶部，二层高度处温度略有上升，二层外窗内部温度下降至左右，三层高度处室内外温度变化不大。综上所述，当二三层外窗开启之前，层顶部处最高温度，二层外窗中心线上最高温度，三层外窗中心线上最高温度，房间内部保持室温当时外窗开启，层顶部处温度升高至，二层外窗附近温度升高至最高左右，房间内部温度升高至左右，达到致使外窗玻璃结构破碎的极限温度。说明对于落地窗结构，当发生火灾时，如果火焰由室内喷出，靠近着火层的上层贴壁效应较为明显，紧靠着火房间上层的窗户玻璃最易遭到破坏，火势由该窗口向上蔓延的危险性是非常大的。落地窗式建筑外墙表面温度场分布图建筑室外距墙表面处不同时刻的温度分布图给出了距离建筑外表面处，不同时刻的温度场分布。当时，由于着火层在层，火焰由层窗口喷出，导致层窗口中部二层窗口底部温度都在以上，随着高度增加，温度逐渐降低，二层窗口中部温度在左右，三层高度处温度在左右时，由于二三层外窗均已开启，火灾烟气由于贴壁效应竖向蔓武警学院本科毕业论文设计第页共页延，导致二层外窗中心线温度升高，范围在，可使窗户玻璃破碎。三层窗口温度在左右。从整个温度分布图来看，火焰蔓延呈现∧形状，原因是由于火焰温度高，由室内蔓延出的烟气中，含有未充分燃烧的可燃炭黑粒子在这里二次燃烧，所以高度越高，烟尘痕迹越小，容易发生玻璃破碎的区域也呈∧分布。时，温度逐渐升高，二层窗口温度范围在左右三层窗口表面温度范围在左右。落地窗式建筑外墙表面热辐射分布图建筑室外距墙表面处不同时刻的热辐射分布图给出了火源功率为时，建筑室外距外墙处热辐射分布。时，由于火焰从层窗口喷出，导致层窗口中心线左右二层窗口底部热辐射最高，超过，二层窗口热辐射强度范围在，随着高度升高，热辐射强度逐渐降低，对三层窗口没有辐射影响。时，二层三层外窗开启，二层外窗中心线热辐射增加，最高热辐射强度位置向上蔓延，但范围仍在，达到致使玻璃破碎的热辐射强度。时，由于火焰长时间烘烤，致使二层窗口附近热辐射均有轻微幅度的增加。由此可以看出，紧靠着火房间的上层窗户玻璃受到热辐射的影响较大，最易遭受破坏。武警学院本科毕业论文设计第页共页窗槛墙对火灾烟气运动影响的模拟分析窗槛墙式建筑外墙中心线温度变化图窗槛墙时建筑外墙图窗槛墙时建筑外墙不同时刻温度变化曲线不同时刻温度变化曲线图图给出了窗槛墙宽度为的建筑外墙不同时刻的温度分布。与场景相比，场景二中含窗槛墙结构的建筑在和三个时段的温度曲线变化趋势与落地窗基本致，相同高度处温武警学院本科毕业论文设计第页共页度基本致，但是由于窗户之间的距离，即窗槛墙宽度增加，所以窗户区域的温度范围比场景低。时，如图所示，温度在层顶部窗槛墙处达到最高，约，二层外窗附近温度在之间，比场景降低了，三层窗户外部温度在左右，内部保持室温时，如图所示，外窗已经开启，层窗槛墙处温度约，二层室外温度在之间，比场景降低了，室内温度范围在之间，三层窗户外部温度范围在左右，内部温度上升到时，如图所示，层窗槛墙处温度在，二层窗户外部温度范围在，比场景降低了，三层窗户温度在左右。同场景相比，外窗开启前后，二