火灾可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落地窗式建筑，说明窗槛墙宽度的增加，能对火灾烟气竖向蔓延起到阻止作用，且宽度为比宽度为的窗槛墙阻碍效果更明显，使得二层窗户中心线处温度低于致使窗户玻璃结构破碎的极限温度，说明窗槛墙越宽，阻碍效果越明显。武警学院本科毕业论文设计阻止建筑外墙火灾烟气竖向蔓延措施的模拟摘要在各类火灾中，建筑火灾对人们的危害最直接最严重。由于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，因此建筑旦着火，将会造成巨大的生命和财产损失。随着建筑形式的多样化，由于采光通风等方面的要求，涌现出各种各样的建筑外窗结构。落地窗式建筑具有采光好通风好视野开阔美观性等优势窗挑檐不仅美观，更有挡风遮雨的效果，在许多发达国家的各类商业和居住建筑中被广泛采用。本文利用软件，对设有不同外窗结构的三层建筑进行火灾数值模拟，讨论不同高度窗槛墙和不同长度挑檐对火灾烟气经外窗进行竖向蔓延的影响。通过模拟分别得到不同场景下建筑外墙的温度场，及外窗中心位置的温度变化曲线和火灾过程中外墙的热辐射变化。模拟结果表明，着火后由房间内喷出的烟气会沿建筑外墙向上蔓延，建筑外墙附近温度迅速升高，增加窗槛墙宽度挑檐长度均能阻止火灾烟气竖向蔓延。因此，根据模拟结果合理设置外窗结构，能最大限度的发挥窗户的防火性能，对防火灭火都能起到重要作用。关键词火灾模拟烟气竖向蔓延窗槛墙挑檐武警学院本科毕业论文设计武警学院本科毕业论文设计目录中文摘要英文摘要目录绪论课题的研究背景当前国内外火灾形势火灾的蔓延途径火灾的研究方法课题的研究现状课题的研究目的及意义课题的研究的目的及研究内容课题的研究的意义建筑外窗结构介绍建筑外窗结构介绍建筑外窗结构对火灾蔓延的影响贴壁效应不同外窗结构对火灾蔓延的影响简介模拟方法大涡模拟模型介绍流体动力学模型燃烧模型热辐射模型对火灾模拟的重要作用武警学院本科毕业论文设计建筑结构的建模火源强度火灾模拟条件与参数网格划分外窗结构对烟气运动影响的模拟综合分析建筑火灾中破坏外窗结构的主要因素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落地窗式建筑外墙表面温度场分布落地窗式建筑外墙表面热辐射分布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窗槛墙式建筑外墙表面温度场分布窗槛墙式建筑外墙表面热辐射分布挑檐对火灾烟气运动影响的模拟分析含挑檐的建筑外墙中心线温度分布含挑檐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，二层窗户中心线温度都降低了，说明窗槛墙宽度对火灾烟气竖向蔓延起到了阻碍作用，但二层窗户仍处于致使玻璃破碎的极限温度，三层窗户温度范围较低，玻璃不会破碎。图图给出了窗槛墙宽度为时，建筑外墙中心线不同时刻的温度分布。与场景二相比，建筑在和三个时段的温度曲线变化趋势基本致，相同高度处温度基本致，但由于窗槛墙宽度有所增加，所以窗户区域内温度比场景二低。时，如图所示，温度在层顶部窗槛墙处达到最高，约，二层外窗中心线温度在之间，比场景二降低了，三层外窗外部温度在左右，室内保持室温时，如图所示，二层外窗中心线温度在之间，比场景二降低了，三层温度变化很小时，如图所示，二层外窗中心线温度在之间，比场景二降低了，三层外窗处温度变化不大。同场景二相比，外窗开启前后，二层窗户中心线温度都降低了，说明窗槛墙宽度的增加，对火灾烟气竖向蔓延起到了更好的阻碍作用，使二层窗户处温度低于致使玻璃破碎的极限温度，使火灾不会造成二层三层窗户玻璃破碎，阻止火灾向二层三层室内蔓延。综上所述，由于窗槛墙宽度的增加，导致窗槛墙式建筑外窗开启前后的温度明显低于破碎的极限温度。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