教学楼火灾数值模拟：疏散安全与性能指标分析

"本文通过对大型教学楼火灾的数值分析，探讨了疏散人员、火灾规模、烟气流动模型、疏散速度及各类关键性能指标对火灾影响的规律。采用FDS（Fire Dynamics Simulator）火灾模拟软件，作者周星模拟了典型教学楼火灾场景，分析了温度、能见度、烟气层高度、一氧化碳(CO)浓度、二氧化碳(CO2)浓度以及人员疏散状况的变化。研究发现，随着测量点与火源中心距离的缩短，温度、CO和CO2浓度上升，能见度和烟气层高度下降。此外，楼层增加会导致温度、能见度和疏散速度提高，而烟气层高度、CO和CO2浓度则降低。温度、能见度和烟气层高度是影响人员疏散的关键因素，而CO和CO2浓度的影响相对较小。各层人员疏散速度在100秒后迅速下降，但通常在250秒内疏散能基本完成。一层疏散人数呈现先降后升再降的趋势，在130秒左右达到峰值。建议教学楼内的人员应在580秒内完成疏散，并向南侧方向疏散，这些分析结果为建筑设计消防设施和疏散路线提供了理论依据。" 这篇研究论文关注的是建筑消防领域的火灾性能指标分析，特别是针对大型教学楼。火灾性能指标包括疏散人员的数量、火源规模、烟气流动模型、疏散速度，以及火灾环境中的温度、能见度、烟气层高度、一氧化碳和二氧化碳浓度。通过使用FDS软件进行模拟，研究者揭示了这些参数如何相互作用并影响人员疏散的安全性和效率。 研究发现，火源附近的环境条件更为恶劣，温度、有害气体浓度上升，能见度降低，这直接影响到人员疏散的速度和安全性。同时，楼层较高的地方，尽管温度和能见度可能更好，但烟气层高度和有害气体浓度降低，也可能阻碍疏散。值得注意的是，一氧化碳和二氧化碳的浓度虽然对人员疏散有一定影响，但相比温度和能见度，其影响力较小。 疏散过程中，各层人员的速度在开始后100秒内明显下降，但大部分人员能在250秒内完成疏散。一层的疏散人数有波动，表明初期疏散可能存在混乱，但在130秒左右会达到疏散高峰。为了最大限度地保障人员安全，研究建议教学楼内的所有人员应在580秒内完成疏散，并且应尽量向南侧出口移动，以减少暴露于火源和有毒烟气的风险。 这项研究对于建筑设计、消防安全规划和应急预案制定具有重要意义，它提供了关于教学楼火灾特性及疏散行为的定量数据，有助于优化消防设施配置和疏散路线设计，从而降低火灾发生时的人员伤亡和财产损失。