城市地下空间火灾热力致灾

发布者:安伟光发布时间:2019-01-05浏览次数:42

根据国内外研究现状分析可知,国内外学者在热力致灾方面的现有研究主要集中在烟流蔓延与致灾特性、地下空间的特殊性对火灾燃烧的影响、灾变时期控风与防排烟、地下空间结构的耐火性等方面,已经取得了一些有价值的成果。但现有研究对地下空间火蔓延、爆炸等方面涉及较少,对多因素在热力致灾过程中的耦合作用研究不够,缺乏可靠的数学模型,无法对地下空间火灾的发展进行预测,主要体现在以下几点:

1)前人关于地下空间烟流、火等灾害元蔓延与致灾特性的研究并不系统、全面,对于火焰蔓延和爆炸的实验研究和数值模拟研究很少,未揭示多因素对地下空间各个灾害元特性的耦合影响规律,主导地下空间火灾演化的内在动力学机理还没有得到深入的揭示,多因素耦合作用下灾害元蔓延及致灾特性的预测模型还未建立。研究手段上欠缺微观观测和大尺度实验研究。

2)关于地下空间灾变时期控风/防排烟研究,前人的研究理论分析不够深入,建立的数学模型较少。现有研究基本是针对单一因素对火灾时期临界风速、烟气回流等的影响,未深入研究火源位置、火源功率、隧道尺寸、坡度、车辆阻塞比等因素的耦合影响。实验研究的尺度比较单一。

3)关于地下空间结构耐火的研究,前人仅研究地下空间单个构件的火灾反应,而对整体结构体系以及结构的某些特殊环节高温时的性能研究较少。对地下空间特殊因素(高载荷、地下水、周围岩土体、混凝土爆裂、火灾温度高、持续时间长)对结构耐火的影响重视不够,未研究上述多因素的耦合影响。另外,地下空间结构火灾防护方法有待创新,耐火设计和测试的标准或规范有待建立。

大量涌现的地下空间在解决了城市用地问题的同时,也为火灾安全带来了新的问题和挑战。地下空间一旦发生火灾,会产生高温高热,烟、火迅速蔓延,还可能引发结构垮塌,极易造成群死群伤事故,因此,开展地下空间火灾热力致灾研究有着重要意义。本实验室主要从以下几个方面开展创新型研究。

1)目前国内外关于地下空间火灾热力致灾的研究还不够深入、全面和系统,地下空间某些特性对火灾热力致灾的影响还未考虑,针对上述问题本实验室将开展系统研究,该研究能够发展地下空间火灾热力致灾理论,进一步推动我国火灾科学的进步。

2)针对地下空间火灾孕育、发生、发展乃至突变成灾的自然过程,研究地下空间火灾和烟气形成与蔓延的机理与规律,建立体现地下空间火灾复杂性(多维、非定常、非线性等)的理论模型,为地下空间火灾风险评估和预测预警提供科学基础,指导灾后科学地应急救援,防止火灾发生,减少火灾损失及伤亡。

3)全面开展地下空间火灾热力致灾的研究,为制订或修订地下空间火灾安全技术标准与规范提供技术支撑,为地下空间火灾数值模拟提供基础数据库,并推动相关模拟软件的开发或改进。