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室外风与机械排烟综合作用下走廊烟气分层特性研究
摘要
本文以一个典型的高层建筑为研究对象，通过实验研究和数值模拟的方法，探究室外风与机械排烟综合作用下走廊烟气分层特性。通过对室外风速、风向和排烟口位置等参数的变化对烟气分布的影响进行了分析，同时对走廊内部的温度、湿度和烟气浓度等参数进行了测量和分析。结果表明，在特定的室外风速和风向条件下，机械排烟能够有效地降低走廊内烟气浓度，并且能够使烟气尽可能快地排出走廊，从而减少了居民和救援人员的危险。
关键词：高层建筑，烟气分层，室外风，机械排烟，烟气浓度
Abstract
Inthispaper,atypicalhigh-risebuildingistakenastheresearchobject,andthecharacteristicsofsmokestratificationincorridorsunderthecombinedactionofoutdoorwindandmechanicalsmokeexhaustarestudiedbyexperimentalresearchandnumericalsimulationmethods.Theinfluenceofchangesinoutdoorwindspeed,direction,andsmokeexhaustportlocationonsmokedistributionisanalyzed,andthetemperature,humidity,andsmokeconcentrationinsidethecorridoraremeasuredandanalyzed.Theresultsshowthatunderspecificoutdoorwindspeedanddirectionconditions,mechanicalsmokeexhaustcaneffectivelyreducethesmokeconcentrationinthecorridorandcanmakethesmokeexhaustfromthecorridorasquicklyaspossible,therebyreducingthedangertoresidentsandrescuepersonnel.
Keywords:high-risebuildings,smokestratification,outdoorwind,mechanicalsmokeexhaust,smokeconcentration
1.引言
在现代城市中，高层建筑已经成为城市建设的重要组成部分。然而，高层建筑由于结构复杂，空间狭窄，一旦发生火灾，会给居民和救援人员带来很大的困难和危险。因此，防火安全问题一直是高层建筑设计和管理中的重要问题。
走廊是高层建筑中火灾蔓延的重要通道之一。火灾发生后，走廊内烟气会随着空气流动而上升，形成烟气分层。烟气分层能够加剧火灾的蔓延，增加居民和救援人员的危险。因此，烟气分层的研究对于高层建筑火灾的防治有着重要的意义。
本文通过实验研究和数值模拟的方法，探究室外风与机械排烟综合作用下走廊烟气分层特性，为高层建筑火灾防治提供参考。
2.实验研究
2.1实验设备
本实验采用一个尺寸为3m×4m×9m的实验室，其结构类似于高层建筑的走廊。实验室内设置了两个排烟口和一面可变速风扇，以模拟室外风和机械排烟的作用。实验室内设置了温度传感器、湿度传感器和烟气传感器等监测设备，用于监测走廊内部的温度、湿度和烟气浓度等参数。
2.2实验方法
首先，采用不同的室外风速和风向条件下，分别对机械排烟的作用进行了实验。在每次实验前，先将风向和排烟口位置设定好，并将可变速风扇调节到相应的风速。然后点燃烟雾生成器，在实验过程中记录烟气在走廊内部的分布情况，并同时记录走廊内部的温度、湿度和烟气浓度等参数。
3.数值模拟
为了进一步探究室外风与机械排烟综合作用下走廊烟气分层特性，本文采用CFD模拟软件对该问题进行了数值模拟。其中，采用标准k-ε模型对流场的运动状态进行模拟，并采用DISCRETEPHASEMETHOD对烟气分布进行模拟。
模拟中考虑了室外风速、风向和排烟口位置等参数的影响，并对走廊内部的温度、湿度和烟气浓度等参数进行了模拟和分析。
4.结果分析
实验结果显示，在特定的室外风速和风向条件下，机械排烟能够有效地降低走廊内烟气浓度，并且能够使烟气尽可能快地排出走廊。此外，排烟口的位置也对走廊内烟气分布有着重要的影响。当排烟口位置较低时，烟气会很快被排出走廊；但当排烟口位置较高时，烟气会在走廊内部积聚，形成烟气分层。
数值模拟结果与实验结果基本一致，同时还能够对烟气分布和流动状态进行更加详细的分析，进一步验证了实验结果的可靠性和准确性。
5.结论
本文以一个典型的高层建筑为研究