基于数值模拟的高校学生宿舍楼火灾研究
高校学生宿舍逃生设施优化方案及数值模拟分析
高校学生宿舍逃生设施优化方案及数值模拟分析高校学生宿舍逃生设施优化方案及数值模拟分析一、引言随着大学生人数的持续增加，高校学生宿舍作为大学生活的重要组成部分，承载着大量的学生。
在日常生活中，宿舍安全问题一直备受关注。
然而，由于宿舍普遍面积较小，空间有限，以及人员密集度较高等因素，逃生设施的优化成为了亟待解决的问题。
本文旨在针对高校学生宿舍逃生设施进行优化，通过数值模拟分析来评估不同方案的有效性和可行性。
二、宿舍逃生设施的现状分析目前，大多数高校学生宿舍楼都配备了基本的逃生设施，如消防通道、疏散楼梯等。
然而，在实际应用中存在一些问题： 1. 狭窄的楼梯通道：由于学生宿舍楼一般高度不高，楼梯通道较为狭窄，容易造成人员拥堵和逃生困难。
2. 缺乏疏散标识：部分宿舍楼内部缺乏明显的疏散标识，学生在紧急情况下容易迷失方向，增加了逃生的困难。
3. 逃生器材不足：目前宿舍楼内配备的逃生器材有限，如灭火器、应急照明等，无法满足学生的实际需要。
基于以上问题，如何优化高校学生宿舍逃生设施，提高逃生效率，成为一个重要的研究方向。
三、宿舍逃生设施优化方案为了改善学生宿舍逃生设施，我们提出了以下优化方案： 1. 加宽楼梯通道：通过扩大楼梯通道的宽度，能够增加逃生人员的通过能力，降低逃生时的拥堵状况。
合理的楼梯宽度应能容纳两个人同时通过，有效减少人员等待时间。
2. 安装疏散标志：在宿舍楼内部设置明显的疏散标志，如指示灯、指示牌等，以便学生在紧急情况下能够快速找到逃生通道，减少迷失方向情况的发生。
3. 增加逃生器材：配备更多的逃生器材，如灭火器、应急照明等，在紧急情况下提供更多的帮助和保障。
四、数值模拟分析为了评估上述优化方案的可行性和有效性，我们进行了数值模拟分析。
通过使用计算机模拟软件，我们模拟了宿舍楼火灾等紧急情况下的逃生过程，并对优化方案进行了比较。
首先，我们通过模拟原始状态下的宿舍楼逃生情况，发现在楼梯通道狭窄的情况下，出现了人员拥堵和延迟的现象，逃生效果较差。
13数值模拟技术在火灾调查中的应用探讨_赵令煌
与 节能减灾
数值模拟技术在火灾调查中的应用探讨
□支队 福建・福州
摘 要： 计算机技术的进步， 推动着火灾科学研究方法的创新， 利用计算机技术， 实现火灾过程的数字模拟已经 成为了现代火灾科学研究的重要手段。 火灾数学模型的建立是实现计算机数值模型技术的关键， 将数值模拟技 术应用于火灾调查中， 可以通过火灾的数值模型重建， 对火灾事故进行模拟， 较为真实的重现火灾场景， 从而在 火灾调查过程中发挥巨大作用。 关键词： 数值模拟技术 火灾调查 应用 中图分类号： X928.7 文献标识码： A 文章编号： 1007-3973 009-155-02 （2013） 火灾调查的目的是找出火灾发生的原因， 核定火灾损失， 查明火灾事故责任， 找出相关证据， 研究火灾发生规律， 为预 防火灾及灭火工作提供科学依据。然而由于火灾现场破坏性 较强， 因果关系隐蔽性较高， 极大地增加了火灾调查的难度； 在自发灭火或消防队灭火过程中，对火灾事故现场造成严重 破坏，让火灾现场调查更加复杂。随着现代建筑结构趋于复 杂化， 其建筑材料及装饰多种多样， 火场中可燃烧材料与不可 燃烧材料的布局及数量变化较大，同样增加了火灾调查的难 度。在火灾调查中， 找出火灾事故的原因难度很大， 这就要求 提高火灾调查的技术手段。随着计算机技术的进步，将计算 机数值模拟火灾实验应用于火灾调查中，通过火灾数值模型 重建， 对火灾事故进行模拟， 从而较为真实的重现火灾现场， 推动火灾调查工作的发展。 1 当前火灾数值模拟技术中火灾数学模型的研究现状 利用计算机， 实现火灾过程的数值模拟， 建立火灾数学模 型， 重现火灾现场， 从而推动火灾科学研究的进步。 计算机数 值模型技术的核心是火灾数学模型， 在面对同一火灾过程进 行数值模拟时， 采取不同的火灾数学模型， 在其使用范围内计 算的结果是较为合理的。随着火灾数值模拟技术的不断发 展， 出现了较多的火灾数学模型， 其中研究火灾过程的计算机 模拟技术数学模型主要有网格模型、 区域模型、 经验模型及场 模型。 1.1 网格模型 网格模型将整体建筑物视为一个系统，将建筑物中每个 封闭空间作为网络节点，通过各种空气流通路径将网络节点 相连，并利用能量及质量守恒公式对整个建筑物内的空气流 动、 烟气传播、 压力分布等情况进行研究， 可应用于评价建筑 物内严控系统效果， 并对火灾安全进行分析。 1.2 区域模型 区域模型将所研究的受限空间分为不同的区域，设定各 个区域内各种物理量参数一致， 只要在区域与区域之间、 区域 与边界及火源之间才可以发生质能交换。区域模型将一个房 间的下部分为冷空气层， 上部分为热烟气层， 属于一种简化的 物理模型， 这种模型不仅可以模拟火灾发展过程， 还可以研究 出火灾发生后烟气发展蔓延情况，广泛应用于火灾危险性分 析及消防工程设计方面。 1.3 经验模型 经验模型是以实验测试所获取的数据及经验为依据， 通过 数学方法的简化处理， 结合热物性参数所建立的数学模型。 随 着人们对火灾研究不断加深， 积累了较多的火灾数据及经验， 依据这些数据及经验建立模型， 对火灾发展的过程进行评估。 1.4 场模型 火灾的场模拟研究是通过对状态参数的分布计算来描述 火灾发展的数值方法， 通过计算机技术， 计算出火灾发展过程 中各个参数的分布及变化。将复杂变量引入到场模型中，从 而精确计算出火灾发展过程中的参数变量。场模型是当前研 究受限空间火灾发展过程中， 可以精确计算的一种数学模型。 2 火灾数值模拟技术场模型 （FDS） 研究及实现 随着时代的发展，计算机模拟技术逐渐成为了火灾调查 的重要手段之一。进行火灾实验研究， 实验周期较长， 资源耗 费较大， 而采取计算机模拟技术， 通过对火灾发展过程中的各 个参数进行计算， 可以有效缩短研究周期， 降低研究成本。将 计算机数值模拟技术应用于水灾调查中， 具备较多优点， 在火 灾调查中发挥着重要作用。 场模型， 简称 FDS， 由美国国家标准与技术研究院开发的 一种场模拟程序， 由于场模型具备良好的可改造性， 在火灾计 算机模拟中获得广泛应用。场模型通过利用计算机技术，计 算出火灾发展过程中如温度、有毒气体浓度等参数的空间分 布及变化， 在求解过程中， 会涉及到流体流动、 传热传质、 化学 反应等， 包括能量、 质量、 化学物质之间的相互作用， 体现出较 多的流体动力学过程。场模型引入复杂变量，可以精确计算 出火灾发展过程中的参数变量。场模型中包括直接数值计算 与大涡模拟计算两种燃烧模型。在实际操作中，根据基础网 格来选择使用哪一种模型。在使用直接数值计算时，可以实 现对氧气及燃料扩散的直接模拟； 采取大涡模拟计算时， 则不 能很好地解决氧气及燃料的扩散模拟问题，需要采取混合分 数燃烧模型来解决。 FDS 火灾模拟软件是由 FDS 及 somke view 两部分组成， 其中 FDS 主要负责模拟场景的构建， 并负责计算工作， 属于软 件主体部分； somke view 主要负责处理动态数据， 显示静态数 据， 并将 FDS 计算出的数据以二维或三维图形进行显示。场 模型的输入参数主要包括： 火源物品的燃烧性质、 初始空间环 境温度、 灭火系统的影响、 网格划分大小、 火源种类、 初始温度、 热释放速率、 测量数据类型及探测点位置、 烟气组成及性质等。 通过各种数据处理软件， 对各种参数进行处理与分析。 FDS 的实现步骤如下： (1)建立 FDS 输入文件， 在 FDS 输入文件中需要包括以下 信息： 数字网格大小、 计算域大小、 火源设定、 材料热物性、 边
大学校园宿舍火灾事故的事故树分析
大学校园宿舍火灾事故的事故树分析摘要:随着学校学生数量不断增加,大学生宿舍楼越来越多。
由于生活条件的提高,学习用品不断增多,发生火灾事故的隐患也就逐渐增多,一旦发生火灾事故,后果严重。
通过详细分析大学学生公寓整体情况、各宿舍内部的情况，并就其中的问题从物的不安全状态、人的不安全行为和管理的缺陷三个方面进行了细致的隐患分析，采用事故树分析的方法，构建事故树，对事故树进行定性定量分析，并对定性定量分析结果开展详细的分析。
而分析的结果显示，自身缺乏演习演练、他人缺乏帮人逃生的经验以及消防出口不通畅是目前最需要解决的问题，而未及时发现、惊慌失措不知道该怎么办、不会使用灭火装置以及消防设施数量不够则是最大限度防范宿舍火灾的关键问题，而其他问题则只需要在平时的工作中稍加改进即可得到很好改善。
最后从演习演练、日常管理、硬件措施和宣传教育等几个方面提出了一些对策和建议。
关键词:校园宿舍火灾 ;事故树分析;对策建议Fault tree analysis of university campus dormitory ’s fire accidentAbstract:A long with the increasing of student quantity the doanitory buildings of university students are rising due to the improvement of living conditions and the growing of school supplies the hidden trouble of fire accidents is gradually increasing .Once the fire accident occurs the consequences are serious.Through detailed analysis students ' apartment’s overall situation and the hostel internal of situation, after a detailed risk analysis from the physical insecurity, the human unsafe behavior and the defects of management, using fault tree analysis method, building fault tree, it did qualitative and quantitative analysis for the fault tree , and out detailed analysis on the analysis results of them . The analysis of results displayed, lots of students lacking exercises walkthrough, others lacking the experience of helping escape of experience when a fire occurs and fire export not smooth was the problem currently most needed to be soluted; and being not timely found, panic and not knowing how to do, not knowing the method of using fire device and fire facilities’ insufficient was the key of maximum prevention hostel fire; and other problems could be improved well only improving daily work slightly. Finally ,from the exercise drills, daily management, hardware measures and awareness-raising, it made a number of suggestions and solutions.Key words:The fire of college dormitory fault tree analysis Suggestions and solutions1、引言随着经济建设的迅猛发展，城市规模的不断扩大，现代社会中的建筑物结构越来越复杂，功能亦日趋繁多，为了满足不同的要求而进行的结构设训一和室内装演，更加加重了建筑物火灾的危险性。
基于FDS的宿舍火灾模拟
基于FDS的宿舍火灾模拟分析1.宿舍物理参数及模型设计1.1宿舍尺寸宿舍尺寸为5m*4m*3m.宿舍内的可燃物为木头材质的床和椅子火源热释放功率为1500kw/㎡.1.2网格划分网格大小为X:40 Y:60 Z:30. 最小网格尺寸为0.1m*0.1m*0.1m 网格数为720002.模拟控制方案模拟时间为45秒，传感器建在门口高1.8米处，向下每0.4米设置一个传感器，有烟感和温感探测器。
3.模拟结果分析3.1温度分析表4.温度-时间曲线图1.温度图2.温度分析:由表4和两张温度温度图可以看出，在着火后的7秒时，室内探测点1的温度就能达到80°左右，这时已经超出人的课承受范围，在16秒的时间是，室内的温度快速的上升，在25秒时，室内的平均温度已经达到了60°。
也就是说在火灾发生的16秒内，人逃离房间受到火焰辐射热度的伤害是很小的。
25秒后，火势已经到了不可控制的程度，室内温度很高，由图2局部的温度可达到100°以上，这时人将会有生命危险。
因此，在室内发生火灾时，上方的温度会升高的很快，人在撤离货疏散时应匍匐行进。
3.2烟气浓度分析表5.烟气浓度-时间曲线图3.烟气浓度图4.烟气浓度分析：由表5的烟气浓度-时间曲线看出，从开始着火8秒的时间内，室内的烟气浓度几乎没有变化，但从9秒开始，室内的烟感探头1和2探测的烟气的浓度就开始快速的上升，到了20秒时，距地面1.8m到1.4m 的地方，烟气的浓度就有30％，这时的空气中的氧气就很少了，人的呼吸就受到了很大的影响，很多的室内火灾中人员的伤亡，大多数都是吸入了大量的烟气导致的中毒或者是窒息死亡的。
到了25秒之后，室内的烟气浓度达到了60％以上，此时室内的人员生还的可能性很低了。
而到了火灾后的29秒时，室内充满了烟气，人员无法逃生。
因此，我们可以清楚的看到，在火灾发生的16秒左右的时间，我们应弄湿毛巾，掩住口鼻，匍匐行进，避免吸入烟气，人员逃生存活的可能性还是很大的。
大学生火灾隐患调查报告
大学生火灾隐患调查报告火灾隐患是一种威胁大学生宿舍及校园安全的重要问题，针对这一问题，本调查报告旨在对大学生火灾隐患进行深入研究与分析，并提出相应改进措施。
通过调查数据和实地观察，我们发现了以下几个方面的隐患。
校园消防设施不完善首先，我们注意到在大学校园中，消防设施存在许多漏洞和不足。
根据调查结果显示，有接近40%的大学生认为公共区域内的灭火器数量不足，且部分已过期。
此外，逃生指示标识模糊不清，在发生紧急情况时无法立即提供有效引导。
同时，在各个宿舍区域的消防设备方面也存在问题。
约有60%的被调查者表示他们所居住的楼道没有喷淋系统或自动感应烟雾报警器等主动监测装置。
而某些学生公寓更是使用易燃材料作为建筑材料，并没有按照安全规范设置合适数量的灭火器。
缺乏安全意识与管理体系其次，大学生对火灾隐患缺乏足够的关注和重视。
调查结果显示，超过半数的大学生不会主动检查宿舍内电器设备的安全状况。
多数同学室内充电时无人看护，且晚上休息前很少关闭电源开关，这种行为增加了发生火灾的风险。
而在校方管理层面，存在着信息公告滞后、安全培训不到位等问题。
此外，在日常使用电器方面，大学生缺乏正确使用常识和技能。
我们发现部分同学将损坏线路修复或更换插座作为私自解决方法，而不寻求专业帮助或报修事务。
这种不正确操作对电器造成潜在安全威胁，并有可能引发火灾。
危险品放置与使用再次，调查还揭示了大学生在宿舍环境中存放或使用危险物品的问题。
数据表明约有35%的被调查者承认曾将易燃液体如酒精、香水等放置于暖气旁边。
此外，在实地观察中我们发现一些同学将燃脂油、炭火盘等可燃物品放在床头，增加了火灾发生的潜在风险。
解决方案为了提高大学生宿舍及校园的火灾安全程度,我们认为应采取以下一些改进措施：完善消防设施针对消防设施不足的问题，学校应该加大投入，更换过期灭火器，并提供更多的自动报警装置。
同时，在楼道设置合适数量和位置的喷淋系统也是必要举措。
建立培训体系和意识教育机制通过开展必要的安全教育和技能培训，提高大学生对火灾隐患的认知与预防意识。
火灾调查的数值模拟研究
火灾调查的数值模拟研究发布时间：2021-06-16T10:48:01.397Z 来源：《城市建设》2021年6月作者：杨晓勇[导读] 在快速发展的社会中，社会火灾事故率呈逐步上升的趋势，需要科学合理、有效的火灾调查工作。
在实际火灾调查过程中，可以合理地运用数值模拟技术更好地分析火灾情况，更好地进行火灾调查，使火灾得到满足，从而在实际火灾调查过程中获得更加理想的结果。
张掖市消防救援支队支队长杨晓勇摘要：在快速发展的社会中，社会火灾事故率呈逐步上升的趋势，需要科学合理、有效的火灾调查工作。
在实际火灾调查过程中，可以合理地运用数值模拟技术更好地分析火灾情况，更好地进行火灾调查，使火灾得到满足，从而在实际火灾调查过程中获得更加理想的结果。
本文对数值模拟技术在火灾调查中的应用进行了详细的分析探讨。
关键词：火灾调查，数值模拟，研究引言随着现代科学技术的不断进步，新技术和新方法的应用范围越来越广，并在社会的各个行业和领域中发挥着重要的价值。
在目前的火灾调查工作中，逐渐采用各种现代技术手段和方法，其中之一就是数值模拟技术，可以用来模拟火灾的具体情况。
然后对火灾的情况进行分析，不仅能够让火灾调查工作获得预期的效果，而且可以提高火灾调查人员的工作效率。
一、当前火灾数值模拟技术中比较常用的火灾数学模型在当前的火灾调查工作过程中，可以通过使用计算机技术来实现与火灾过程相关的数据的模拟，并建立可以复制火灾现场的火灾数据模型，从而了解实际火灾情况。
在火灾调查过程中，对火灾发生过程进行数值模拟是非常关键的补充性材料，对火灾过程进行的计算机数值模拟，具有周期短、经济性低的特点，可以促进比较实验的发展，属于消防研究领域，是一种新的有效手段。
在火灾调查过程中，可以使用计算机数值模拟技术更好地解决难题。
最直接的表示是对火灾发生和发展过程的模拟，能够分析火灾的起火点和造成人员伤亡的原因。
数值模拟技术的关键就是火灾的数学模型，在对同一火灾过程进行模拟式时，运用不同的火灾数学模型可以让算结果更加的准确。
宿舍火灾事故分析报告范文
宿舍火灾事故分析报告范文一、事故概述本报告根据对某大学宿舍发生的火灾事故进行的调查和分析，对事故原因、损失情况、应急处置和防范措施等进行了详细的分析和总结。
该宿舍位于学校北区，是一个有六层楼的宿舍楼，每层楼有20个房间，每个房间住宿4-6名学生。
事发时间为2021年12月15日凌晨3点，宿舍发生火灾，幸好未造成人员伤亡，但是造成严重财产损失。
事故发生后，校方立即组织人员进行避难和救援工作，并报案后由消防部门参与灭火工作。
经过近8个小时的扑救，火势最终得到控制。
据初步公布的损失统计，火灾事故造成了3名学生被送医抢救，大约20名学生受灰尘和烟雾中毒，并有10个房间被烧毁。
二、事故原因分析1.电器设备的老化和不当使用通过调查发现，火灾起因是一名学生在使用电热水壶时，电线和插座发生了短路，引发了火灾。
此外，宿舍内部存在大量老化的电器设备，例如电风扇、照明灯等，这些设备使用时间长，容易引发火灾。
另外，很多学生在使用电器时没有按照使用说明书的要求进行操作，例如在使用电热水壶时没有及时清洗，这也是造成火灾的主要原因之一。
2.消防设施不完善宿舍楼的消防设施存在一定问题。
例如，楼梯间和走廊的照明设施老化、灭火器不易拿取、消防通道被占用等。
此外，消防安全出口堵塞的现象也比较普遍。
这些因素都严重影响了火灾事故的防范和扑救工作。
3.学生防火意识不强在调查中发现，很多学生对火灾防范意识薄弱，对火灾的危害和防范措施了解不足。
在火灾发生后，许多学生出现了慌乱，不知所措的情况。
三、事故损失评估1.人员伤亡情况事故发生后，共有3名学生因吸入大量浓烟得到送医救治。
其中，有2名学生因烟雾中毒伴有呼吸困难，经抢救后已脱离危险期；1名学生因头部烧伤较重，正在住院治疗。
目前，没有人员死亡。
2.财产损失情况火灾造成10个房间被烧毁，大量学生个人物品和学习资料等被毁。
按初步统计，财产直接损失达到数十万元。
3.社会影响此次火灾事故引起了师生的高度重视，也引起了社会各界的广泛关注。
火灾数值模拟实践报告
火灾数值模拟实践报告一、引言火灾是一种危险的自然灾害，对人类和社会造成巨大的伤害和损失。
为了提高火灾应对和救援的效率，火灾数值模拟成为一种重要的工具。
本报告将详细描述火灾数值模拟的制作过程和方法，以及其在实践中的应用和效果。
二、火灾数值模拟制作过程1. 数据准备：需要收集和准备火灾相关的数据，包括火灾发生的地点、时间、天气条件等信息。
还需要收集建筑物的结构和材料信息，以及火灾燃烧的热传导和物理特性参数。
2. 建筑物建模：使用计算机辅助设计（CAD）软件，按照实际建筑的几何形状和结构特征进行建模。
建立精确的建筑物几何模型，包括楼层、房间、门窗、走廊等。
3. 火源设定：在建筑物模型中设定火源，包括起火点的位置和火势大小。
根据实际情况和火灾的发展规律，确定火源的特征参数，如燃烧速率、烟气排放量等。
4. 气流模拟：利用计算力学方法，对火灾发生时周围的气流进行模拟和计算。
考虑空气的流动和热对流传递，预测火灾烟气和热量的传输路径和扩散范围。
5. 燃烧模拟：采用多相流模型，对火灾过程中的燃烧现象进行模拟和计算。
根据燃烧理论和实验数据，考虑燃烧的化学反应、能量释放和物质转化过程，预测火灾的热辐射、火焰形态和烟气生成。
6. 烟气排放和扩散模拟：考虑火灾时产生的烟气和有毒气体的排放和扩散。
利用数值模型和射流模型，模拟火灾烟团的运动和扩散规律，预测烟雾对人员逃生和救援的影响。
7. 灭火和救援模拟：考虑灭火装置和救援措施的使用和效果。
根据灭火装置的特性和工作原理，模拟灭火剂的喷射和扑灭过程。
考虑救援设备和人员活动的影响，模拟人员的逃生路径和行动策略。
8. 结果分析和评估：根据数值模拟结果，对火灾发展过程和影响进行分析和评估。
评估火灾对建筑物结构的破坏和人员逃生的威胁，为火灾应对和防控提供科学依据。
三、火灾数值模拟的应用和效果1. 预测火灾发展趋势：通过火灾数值模拟，可以预测火灾的发展趋势和范围，为消防部门指导灭火和救援提供决策依据。
高层学生宿舍火灾疏散模拟与逃生行为研究
关键词 ： 高层 宿 舍 ；火 灾 ；ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｅ Ｘ Ｏ ＤＵＳ ；逃 生 行 为 ；
心 理 特 征
高层 学生 公 寓具 有建 筑 体量 大 、 构 成单 一 、 布 局 简
文献标志码 ： Ａ
中图分类号 ： Ｘ９ １ ３ ． ４ ， ＴＵ２ ４ １ ． ３
１号 、 ２号 ２ ． ４ ｍ； ３号 １ ｍ； ４号 １ ． ５ ｍ ４
１ ７ ３ ４ 一 字 型 １ ２ ２ 一个 主出口， 一 个 被 改 成 售卖窗 口， 无 法 使 用
１号 ３ ｍ， ２号 １ ． ５ ｍ ２
者 也 尝 试 引 入 人群 动 力 学 等 模 型 对模 拟 结 果 进 行修 正 。
男生宿 舍 １ 层 平面
』一
越戮
阁 例
・ 出【 ， ］
男生宿 舍２ ～６ 层 平面 男生 宿 舍７ ～１ ４ 层 平耐
高校 学 生 的 自然 状 况 和 行 为 、 心理特点 ， 以 及 逃 生 时某 些 环节所需 时间 ， 为模拟提供数据ｎ ｇ Ｅ Ｘ Ｏ Ｄ Ｕ Ｓ由人 员 、 运 动、 行 为、 毒性 、 建筑 、 危 险 性 ６个 相 互 联 系 的 子 模 块 组 成 。 与
１ 研 究 方 法 与 火 灾 场 景 设 定 １ ． １ 研 究 方 法
采取实证调查 、 ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｅ ＸＯＤＵＳ软 件 模 拟 以及 实 证
调查结果与软件模拟结果对 比分析等方法 。 （ １ ） 实 证 调 研 。实 证 调 查 包 括 实 地 观 察 、 宿 舍 管 理 人
表 １ 典 型 高 层 学 生 公 寓 概 况 项 目
基于massmotion及pyrosim的高层宿舍火灾模拟研究
基金项目：上海市自然科学基金项目（15ZR1440900）；上海应用技术大学中青年教师科技人才发展基金项目（ZQ2018-21）C1B19C3324C1810C1215MLC2425C0606C0606Y F M 1221M 12250图1高层宿舍平面图1.1MassMotion 建模假设最不利情况，所有人都在宿舍，且为了更加贴近实际情况，模拟部分学生不在自己宿舍等现象，所以房间内人员为随机分布，具体建模的情况如图2所示。
由于图2MassMotion 模型图3人员疏散速度设置PyroSim 建模根据宿舍平面图测量尺寸设定网格，单元尺寸0.12m ×0.13m ×0.12m ，网格单元数量为1822500各部件材料见表1所示。
表1各部件材质表部件名称外墙与内墙桌椅、床架床垫地板材质假设在两座楼梯中间的某间宿舍为着火宿舍，器上、下方一共设置了7个热电偶，器横向与纵向X =25.4m 以及设置了温度切片，以方便观察烟气温度变化。
具体设置位置如图5所示。
图4PyroSim 建模图5温度切片图668s人员疏散图（a）36s（b)78s图7人员疏散密度图2.2PyroSim软件模拟结果在MassMotion模拟中发现，1min8s时，所有人员都已经进入楼梯间，楼梯间作为第三安全区，通常认为进入楼梯间就能够安全逃生。
根据表2所示，宿舍中的人员（a）0s（b）4.1s（c）55.2s（b）59.4s（e）91.8s（f）120s图8烟气蔓延情况根据燃烧器纵向X=25.4m处的温度切片，如图9（a）所示。
在6.7s时，房间内人眼特征高度处烟气温度已超过60℃；根据在走廊处Y=9.1m的温度切片，当120（a）X=25.4m（b）Y=9.1m图9烟气层温度图2.3基于PyroSim软件的改进意见模拟结果针对该楼疏散现状，决定在一楼增设一个疏散出口共有两个方案，其一为最直接在原有疏散出口的走道另一（a）方案1（b）方案2图10增设出口示意图修改时间：2020年01月06日16:38:11疏散时人数分布极不均匀。
教学楼火灾蔓延及人员疏散的数值模拟
教学楼火灾蔓延及人员疏散的数值模拟作者：孙超刘月婵王博蒋永清来源：《哈尔滨理工大学学报》2018年第05期摘要：高校教学楼人员密集，火灾载荷大，是重点的消防安全管理场所。
为研究该类建筑物的消防安全特性，联合使用火灾动态模拟软件Pyrosim和人员疏散模拟软件Pathfinder，开展了火灾蔓延和发展规律以及人员紧急疏散情况的数值模拟研究。
建立模型对典型教学楼火灾及人员疏散情况进行全尺寸数值模拟分析。
根据仿真实验所得结果和数据，分析了教学楼发生火灾不同时刻火势蔓延情况，烟气扩散情况，有毒气体浓度、温度分布和能见度的变化规律以及人员紧急疏散情况。
研究结果可为类似建筑物消防安全设计提供参考性依据，有针对性地设定消防应急预案，对现场消防工作具有一定的指导作用。
关键词：火灾特性分析；人员疏散分析；数值模拟；Pyrosim；PathfinderDOI：10.15938/j.jhust.2018.05.018中图分类号： TP3919文献标志码： A文章编号： 1007-2683（2018）05-0106-07Numerical Simulation of Fire Spread and Evacuation for Teaching BuildingSUN Chao1，2，LIU Yuechan1，WANG Bo1，JIANG Yongqing1（1School of MeasurementControl Technology and Communication Engineering， Department of safety Engineering，Harbin University of Science and Technology， Harbin 150080，China；2Power Engineering and Engineering Thermal Physics Postdoctoral Research Station，Harbin Engineering University，Harbin 150080，China）Abstract：University teaching building is the focus of the fire safety management with staff density fire load In order to study the fire safety characteristics of this kind of buildings， the fire dynamic simulation software Pyrosim and the personnel evacuation simulation software Pathfinder were used to study the law of fire spread and development and the emergency evacuation The model was established to simulate and analyze the fire and evacuation of typical teaching building by full size numerical simulation According to the simulation results and data， the paper analyzes the fire spread， smoke diffusion， toxic gas concentration， temperature distribution and visibility changein different time of the fire in the teaching building， and the emergency evacuation situation The results show that the model can effectively carry out the fire analysis of teaching building， which can provide the reference basis for the fire safety design of similar buildings， and has a certain guiding role in the fire emergency planning and on site fire preventionKeywords：fire characteristics analysis； evacuation analysis； numerical simulation；Pyrosim； Pathfinder0引言高校教學楼人流密度大，人员密集，且室内可燃物较多，包括易燃易爆的设备和材料，火灾载荷较大，增加了发生火灾的概率。
基于BIM的高校多层宿舍楼火灾模拟及疏散模型优化研究
基于BIM的高校多层宿舍楼火灾模拟及疏散模型优化研究摘要：针对高校多层宿舍楼火灾易发、风险大的问题，本文以BIM技术为基础，利用FDS与EVAC软件，运用火灾模拟及疏散模型优化措施，对高校多层宿舍楼进行了火灾模拟及疏散模拟研究。
首先，对高校多层宿舍楼进行了BIM建模，并对其结构、材料、通风、建筑类型等因素进行了分析与评估。
其次，进行了火灾条件及火灾过程的模拟研究，并对火灾扩散、温度变化、烟气产生等因素进行了分析。
最后，结合疏散模型，对宿舍楼内学生的逃生过程进行了分析优化，提出了疏散途径优化、疏散时间计算等建议，进一步提高宿舍楼的防火安全水平。
关键词：BIM技术、火灾模拟、疏散模型、高校宿舍楼、防火安全Abstract：In order to solve the problem of high risk of fire in multi-storey dormitories in universities, this paper uses BIM technology as the basis, and uses FDS and EVAC software to simulate fire and optimize evacuation models to study the fire and evacuation in multi-storey dormitories in universities. Firstly, the BIMmodel of the multi-storey dormitory in university was established, and the structural, material, ventilation, and building type factors were analyzed and evaluated. Secondly, the simulation study of fire conditions and fire process was conducted, and the factors such asfire spread, temperature change, and smoke generation were analyzed. Finally, combined with the evacuation model, the evacuation process of students in the dormitory was analyzed and optimized, and suggestions such as evacuation path optimization and evacuation time calculation were put forward to further improve the fire safety level of the dormitory building.Keywords: BIM technology, fire simulation, evacuation model, university dormitory building, fire safetyIn recent years, there have been several devastating fires that have occurred in dormitory buildings, which have resulted in the loss of life and property. Therefore, ensuring fire safety in dormitory buildings has become a priority for universities. BIM technology can be used to create a virtual model of the dormitory building, which can be used to analyze fire safety and evacuation plans.The fire simulation analysis involves analyzing the spread of fire, temperature changes, and smokegeneration. Using BIM technology, a three-dimensional model of the dormitory building can be created, which includes information on the building materials, ventilation systems, and fire safety equipment. This information can be used to simulate the spread of fire and to evaluate the effectiveness of fire safety measures such as smoke detectors and sprinkler systems.Once the fire simulation analysis is complete, an evacuation model can be created to determine the best evacuation routes and procedures for students in the dormitory building. This involves analyzing the layout of the building and identifying the most efficient evacuation paths that students should take in theevent of a fire. This information can also be used to calculate the evacuation time required for allstudents to safely leave the building.The evacuation model can also be used to identify potential bottlenecks in the evacuation process and to suggest ways to optimize the evacuation procedures.For example, the model may identify that certain stairwells or exits are overcrowded and thatadditional exits or routes are needed to ensure a smooth evacuation process.In conclusion, using BIM technology to analyze firesafety and evacuation plans in university dormitory buildings can greatly improve the safety level ofthese buildings. By analyzing the spread of fire, temperature changes, and smoke generation, and by creating an evacuation model, universities can better prepare for potential emergencies and ensure thesafety of their studentsIn addition to analyzing fire safety and evacuation plans, universities can also use BIM technology to improve the overall design and construction of dormitory buildings. The ability to create 3D models and simulations allows architects and engineers to identify potential design flaws and constructionissues before they occur. This can help prevent delays and cost overruns, as well as ensure that the building is constructed to meet all safety and regulatory requirements.Moreover, BIM technology can assist universities in managing the ongoing maintenance and repair of their dormitory buildings. By creating a digital model ofthe building, all relevant data and information can be stored in one centralized location, making it easy for maintenance personnel to access and update information as needed. This can help reduce downtime for repairs and improve overall efficiency in building maintenance.Another potential use for BIM technology in university dormitory buildings is to improve accessibility for students with disabilities. By creating a detailed 3D model of the building, architects and engineers can identify potential accessibility issues and make necessary adjustments to ensure that the building is fully accessible to all students. This can include modifications to doorways, elevators, and other features to accommodate students with physical disabilities.Overall, the use of BIM technology in university dormitory buildings can greatly improve the safety, design, construction, and maintenance of these buildings. By creating detailed 3D models and simulations, universities can identify potential issues and make necessary adjustments before they become major problems. This can help ensure that dormitory buildings are safe, accessible, and comfortable for all studentsAnother benefit of BIM technology in university dormitory buildings is its ability to promote sustainability. With BIM, architects and engineers can easily incorporate green building materials, energy-efficient systems, and renewable energy sources intotheir designs. This, in turn, can help reduce energy consumption and carbon emissions, and ultimately lower operating costs for the university.Moreover, BIM technology can also help universities streamline their building maintenance processes. By creating a detailed digital model of the building, facility managers can easily access information about the building's systems and components, such as HVAC systems, plumbing, electrical, and structural systems, all in one database. This can make it easier toidentify issues, prioritize maintenance tasks, andplan resources and budgets accordingly.Furthermore, BIM can also facilitate data sharing among different departments and stakeholders involved in the building project, such as architects, engineers, contractors, and university administrators. Bycreating a centralized digital model, everyone can have access to the same up-to-date information about the building, which can help minimize communication errors, reduce delays, and enhance collaboration among team members.In conclusion, BIM technology can have immensebenefits for university dormitory buildings, from improving safety and accessibility to promotingsustainability and streamlining maintenance processes. By incorporating BIM into the design, construction,and maintenance workflows, universities can enhancethe quality of their facilities, improve the student experience, and ultimately achieve their academic and organizational goalsIn conclusion, incorporating BIM technology into university dormitory buildings can significantly improve various aspects, including safety, accessibility, sustainability, and maintenance. BIM enables academic institutions to ensure top-notch facilities, enhance the student experience, andachieve their organizational objectives. Itstreamlines the construction process, facilitates communication between team members, and helps manage the entire lifecycle of the building efficiently. Thus, universities should consider adopting BIM as anintegral part of their design, construction, and maintenance workflow for their dormitory buildings。
基于DEMATEL-ISM的高校学生宿舍火灾致因分析
Cause Analysis of Fire in College Dormitory Based on DEMATEL-ISM
JIN Meng
(College of Urban, Rural Planning and Aarchitectural Engineering, Shangluo University, Shangluo 726000, Shaanxi )
Abstract: To reveal the interrelationship among the causes of fire in college students′ dormitories, through the establishment of a macro ergonomics model, the causes of fire in college students′ dormitories are analyzed from personnel, technology, organization and management, and internal and external environments. The Decision Making Trial and Evaluation Laboratory (DEMATEL) was used to carry out cause factors and result factors classification. Meanwhile, the Interpretive Structure Modeling (ISM) was used to classify the complex logical relationship among the causative factors, and an 8-layer hierarchical structure model was constructed. The results show that: lack of fire safety education is the essential cause; insufficient safety knowledge, poor safety awareness, complicated fire and electricity use, inadequate fire prevention inspections, and untimely handling of hidden hazards are the transition causes; unqualified fire evacuation channels, insufficient equipment and aging of building circuits are the other causes. Key words: student dormitory fire; Decision Making Trial and Evaluation Laboratory (DEMATEL); Interpretative Structural Modeling (ISM)
基于FDS+EVAC高校宿舍楼火灾疏散模拟仿真研究
基于FDS+EVAC高校宿舍楼火灾疏散模拟仿真研究吴晓爽;金彦亮【摘要】Taking the university dormitory for an example,FDS+EVAC was used to simulate the dormitory model with similar parameters for fire and evacuation simulation.The key factors affecting the evacuation-the concentration of flue gas and the degree of diffusion were studied.The efficiency of evacuation was also studied under different fire locations, different burning rates and different personnel positions.By simulating the movement of fire smoke and evacuation, it was found that the concentration and diffusion of flue gas seriously affected the efficiency of evacuation.The intelligent indicators which could change the direction by monitoring the smoke concentration may improve the evacuation efficiency.%以某高校宿舍楼为例,运用FDS+EVAC模拟出与宿舍模型相近的参数进行火灾和人员疏散的仿真研究.将影响人员疏散的关键因素-烟气的浓度及扩散程度作为主要研究对象,研究在不同的火源位置、不同的燃烧速率以及不同的人员位置等情况下人员疏散的效率.通过模拟火灾烟气运动和人员疏散的情况,发现烟气的浓度和扩散程度严重影响了人员疏散的效率,增加能够通过监测烟雾浓度而改变方向的智能指示牌可以提高人员疏散的效率.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】5页(P59-63)【关键词】FDS+EVAC;高校宿舍;火灾模拟;人员疏散;智能指示牌【作者】吴晓爽;金彦亮【作者单位】上海大学中欧工程技术学院,上海市 200444;特种光纤与接入网重点实验室,上海大学通信学院,上海市 200072【正文语种】中文【中图分类】TU998.13火灾的风险面广、发生几率高，在各类灾害中排第一位.而高校宿舍人口集中，火灾荷载多，且一些学生安全意识淡薄，是火灾发生的高频场所.由于学生的防护能力弱，一旦发生宿舍火灾，不仅会造成巨大的经济损失和负面影响，更会威胁到学生的生命安全，所以宿舍楼的防火和疏散一直是校园安全防范的重要环节.根据相关数据显示，火灾发生时，威胁人们生命安全的主要是火灾产生的烟雾和有毒气体.遇难者一般都是由于能见度低，无法移动，吸入过量烟气导致死亡.所以一旦发生火灾，疏散的效率将直接影响人们的生命安全.因此，众多研究者一直致力于研究高层建筑物发生火灾时，如何有效地安全疏散人员.伍颖等人提出了高层建筑火灾人员安全疏散预测数学模型[1].何怡婧等人用BuildingEXODUS软件模拟了高校高层学生公寓火灾发生时人员的疏散情况[2].张宇金等人用FDS软件对高校宿舍走廊的火灾烟气进行了数值模拟[3].本文针对宿舍楼内的火灾发展情况的数值进行了模拟，并根据火源的不同位置，分别模拟了人员的疏散情况，发现智能指示牌能够提高疏散的效率.1.1 原理介绍Thunderhead Engineering PyroSim(简称PyroSim)是美国国家标准与技术研究院开发的专门用于火灾动态仿真模拟(Fire Dynamic Simulation，FDS)的软件.FDS是计算流体力学的一种较为常用的模型，模拟火灾的能量驱动流体流动.其主要思想是采用数值方法求解一组描述热驱动的低速流动的Navier—Stokes方程(粘性流体方程)，重点是计算火灾中的烟气流动和热传递过程.Pyrosim为FDS提供了图形用户界面，用来建立火灾模拟，并准确预测分析火灾中烟气的流动、温度和有毒有害气体浓度的分布.它的特点是提供了三维图形化处理功能，可视化编辑实现了在构建模型的同时可查看所建模型，使用户从FDS建模的复杂命令行编写中解放出来.1.2 火灾模型常见的火灾模型分为稳态火灾模型和非稳态火灾模型.稳态火灾模型把火灾的整个过程视为确定值，是一种偏理想化的处理形式.因为它是对最差情况进行模拟，因此模拟结果比较保守；非稳态模型指出火灾燃烧是一个不断加速的过程，即在火灾初期，热释放速率增长较缓慢，但随着时间推移增长会越来越快.非稳态火灾模型包括t2模型、FFB模型和MFRC模型，其中t2模型是常用的火灾模拟模型，如公式(1)所示：Q=αt2式中，Q表示火源热释放率，kW；α表示增长系数，kW/s，其值主要和可燃物性质状态相关；t表示增长时间，s[4].本文采用t2模型进行火灾模拟，它比稳态火灾模型更客观和真实.1.3 模型建立所有的PyroSim计算都必须根据网格计算.因此，需要把模拟中的所有物体划分为单元格，单元格尺寸越小，模拟的精度越高，但模拟的时间也会随之变长，对处理器的要求也会越高.为达到最佳模拟精度，要保证三个方向上的单元格尺寸长度接近.在PyroSim计算中使用基于傅立叶快速转换公式(FFTs)的泊松分布法，并且栅格单元尺寸应符合2u、3v、5w这一模数，其中，u，v，w都是整数.本模型由于每层尺寸为12 m×18 m×3 m，三个方向上的网格单元数分别为120，180，30. 本模型根据上海大学南区宿舍楼数据进行建模，据调查该宿舍楼分布情况如图1所示：共有10层，每层高3 m，长×宽为12 m×38 m.中间有一条公共走廊，走廊两侧为宿舍.每层有15个寝室、1个楼梯间、2个电梯和1个洗漱间，墙体厚0.2 m，单个寝室长×宽×高为5.4 m×3.6 m×3 m.为了方便观察烟雾扩散情况和烟雾浓度,选取宿舍楼第一层模拟烟雾释放情况，并放置四个烟雾探测器SD01-SD04，分别位于走廊中部、房间门口以及两个出口处，同时规定左侧为出口一，右侧为出口二，SD02测定出口一的烟雾浓度，SD04测定出口二的烟雾浓度.下面根据火源位置不同模拟了三种情况下的烟雾流动.2.1 走廊中部起火设定燃烧速率为1 000 kW/m2，火源位置为走廊中部，坐标(17.5 cm, 5.5 cm).火灾发生20 s时烟雾的扩散情况以及两出口的烟雾浓度随时间的变化情况如图2,3所示.从图2可以看出，20 s时烟雾扩散范围很广.由图3可知，出口一处的烟雾浓度在18 s 时急剧升高，达到50%/m，并没有下降趋势；出口二处的烟雾浓度基本保持低水平状态(低于0.05%/m)，适合逃生.2.2 房间内部起火将火源位置设定在房间内部，将燃烧速率设定为500 kw/m2.如图4所示是燃烧至20 s时的烟雾浓度扩散图，如图5所示是位于房间门口的烟雾探测器SD1监测的烟雾浓度曲线图.由图5可知，在0到15 s间，烟雾浓度基本保持不变并呈现低水平，适合逃生.在10 s时烟雾浓度有略微起伏，但不超过3%/m，并不影响人员的疏散；但在16 s 时，烟雾浓度急剧升高，并突破30%/m，会对人员疏散造成不利影响，所以逃生的最佳时间是0～15 s.烟雾探测器SD02、SD03分别位于建筑出口和走廊过道处，在20 s内烟雾浓度一直很低，不会影响人员的逃生.因此，疏散的重点应是让人员尽快从房间撤离，然后从出口处逃生.FDS包含一个疏散模型，使得它可以进行火灾和疏散的耦合仿真.依靠选择性地激活网络编辑器以及几何对象(障碍物、孔、通风口)编辑中的用户界面控件，PyroSim程序可以支持FDS+EVAC，并且可以选择启用或者禁用此功能.除了需要火灾计算网格，疏散计算还需要自己的2D疏散网格.此网格不用太精细，否则会出现疏散流场(Svacuation Flow Fields)的问题[5].目前，FDS+EVAC最适合做一些单层建筑的模拟运算，它把每个疏散的人当作单个人员，他们的移动被看成一个等式方程，这种方程允许每个人有自己的属性和逃生策略，模型使用持续时间和空间来跟踪人员的轨迹.下面模拟的宿舍楼中，每个寝室都放置4个人，共15间寝室，60名学生，设置人员反应时间为1 s，逃跑速度在0.95 m/s到1.55 m/s范围内，并设定人员会绕过起火点，逃向出口.模拟走廊中部起火时，指示牌的存在是否会提高逃生效率. 3.1 普通火灾模拟本次模拟设置火源在走廊中部，燃烧烟雾示意图如图2所示.实验模拟了100 s内的人员疏散情况，并导出人员疏散记录文件，统计每个出口处的人员数量.根据图6数据显示，在约75 s时所有人员撤离完毕，出口1逃出51人，出口2逃出9人，在两个出口逃生的人员没有进行合理的分流.虽然起火位置位于走廊的中部，但大部分人员却穿过起火点在右侧的出口1逃出.表明：在没有合理的指示牌的情况下，人员盲目逃散，这将增加人员伤亡的风险.图7为烟雾探测器SD03测试出的不同时刻烟雾浓度的数据曲线.在刚刚起火时，烟雾浓度达到最大值(9%/m)，之后逐渐减弱，但在47 s时又出现一次峰值，约2.3%/m，而此时正是人员逃生最关键的时刻.可能有不知道火源位置的人员穿过最危险的区域，这极不利于人员的疏散.3.2 加入指示牌后的火灾模拟在走廊的左右墙面上分别加入指示牌，此指示牌与烟雾探测器相连，当烟雾浓度达到一定数值时，指示牌会自动亮起相应的箭头：左侧浓度过高时，指示牌就会指向右侧；右侧浓度过高时，指示牌就会指向左侧；当两边浓度几乎相等时，指示牌会优先指向离其最近的出口方向.将如图8所示的指示牌安装在走廊的左右墙面，每侧安装两个.为了避免无关因素对实验的影响，本次模拟实验中除了新增指示牌外，其他因素均与前次实验相同，火源位置设置在走廊中部，燃烧速率为1000 kW/m2.FDS允许人员在逃生时避开指定位置，此处设定人员须避开烟雾浓度大于8%/m的地方，即不让人们接近靠近火源的区域.如图9所示为加入指示牌后的人员疏散图，从图9可以看出，在起火50 s后，所有人员撤离完毕，其中有38人从出口1逃生，22人从出口2逃生.表明：加入指示牌后，使得在两个出口逃生的人员合理分流，极大提高了逃生效率.3.3 对比分析图10为添加指示牌前后两出口疏散人员情况曲线图.其中设置两种情况下火源位置(走廊的中部)、人员位置和数量均相同，燃烧速率均为500 W/s，建筑模型均为有两个出口的宿舍楼，根据实际情况设置每间房间有4名学生，一层共60人.由图10(a),(b)可以看出，在普通火灾(加入指示牌前)模拟中，总疏散时间为75 s，加入指示牌之后疏散时间缩短至50 s；添加指示牌前从出口1逃出的人数为51人，从出口2逃出9人，添加指示牌后从出口1逃出38人，从出口2逃出22人.表明：由于添加指示牌后可以合理的进行人员分流，因此，可以提高逃生人员的疏散效率. 本次模拟分成两种情况，一种是在没有动态指示牌的情况下模拟火灾发生时人员的疏散情景，在这种情况下，由于人们不知道火灾发生的具体位置，逃生时无法预知前方的情况，即使有两个出口人员也不能合理地选择逃生路线，大部分会涌向自己熟知的出口，两个出口没有进行合理的分流，因此人员疏散效率低，人员疏散所花费的时间长，并且有极大可能造成人员伤亡；另一种情况是添加了能够通过检测烟雾浓度而改变方向的智能指示牌，在这种情况下，指示牌能够通过预测前方的烟雾浓度，判断前方的危险系数，从而为人员指示出安全的逃生路线，让人员更快地找到出口，提高疏散效率.因此，智能指示牌与烟雾浓度探测结合的消防和疏散系统具有广阔的应用前景.【相关文献】[1] 伍颖，李卓球．高层建筑火灾人群疏散模型研究[J]．安全与环境工程，2008，15(3)：87-89．[2] 何怡婧，曾坚，王子寒，等．高层学生宿舍火灾疏散模拟与逃生行为研究[J]．消防科学与技术，2013，32(1)：15-18．[3] 张宇金，许秦坤，李仕雄．高校宿舍走廊火灾烟气运动的数值模拟[J]．西南科技大学学报．2013，28(1)：49-53．[4] 耿敬娟．某学生公寓火灾烟气蔓延及人员疏散研究[D]．淮南：安徽理工大学，2016：29-30．[5] 吕淑然，杨凯．火灾与逃生模拟仿真—PyroSim+Pathfinder中文教程与工程应用[M]．北京：北京工业出版社．2014．[6] 赵国敏，赵云凤．高校体育馆火灾人员疏散优化模拟[J]，消防科学与技术，2015，34(11)：1440-1442[7] 黄金磊，朱国庆，李俊毅，等．基于FDS+EVAC的建筑火灾和应急响应研究[J]．消防科学与技术，2016，35(2)：152-156．[8] 孟宏涛．FDS+EVAC在建筑火灾疏散研究中的应用[J]．安徽建筑工业学院学报，2014，18(2)；21-25．。
数值模拟论文【范本模板】
基于FDS的高校宿舍火灾数值模拟研究摘要：建立了一个简化的高校宿舍空间模型，采用美国国家标准和美国技术研究院（NIST)开发的FDS软件，建立火灾模型，对宿舍火灾进行全尺寸模拟，通过模拟实验给出了火灾发生过程中烟气运动、温度变化和氧气浓度变化的规律，最后提出了灭火方案,并进行模拟和验证,为高校制定消防安全对策提供了有力的依据。
关键词:高校宿舍；FDS模拟；灭火方案；消防安全对策Abstract: A simplify university dormitory space model be established，the FDS software developed by U。
S。
National Institute of Standards and Technology Research Institute（NIST）is used to build a model house in college and simulate the model dormitory fire in full—size .The law of smoke movement and the changed of vertical temperature and oxygen concentration in the course of fire is given through experiments。
Finally extinguish scheme was proposed，performing simulation and verification so as to provides a strong basis for the college develop fire safety measures。
Key words:university dormitory; fds simulation;extinguish scheme;fire safety measures0 引言近年来，随着我国高校规模的扩大，一方面满足了社会对人才的需求，但同时也产生了很多问题,其中宿舍火灾事故屡有发生，已引起人们的极大关注.高等院校宿舍人口密度大，火灾荷载较多，再加上一些学生安全意识淡薄，给学生的生命和财产安全带来了极大威胁.因此，针对高校宿舍火灾预防的研究不断的受到重视。
基于pyrosim的建筑室内火灾数值模拟研究朱艳军范豪陈诚陈维李凯
基于pyrosim的建筑室内火灾数值模拟研究朱艳军范豪陈诚陈维李凯发布时间：2021-10-30T07:00:40.996Z 来源：《基层建设》2021年第22期作者：朱艳军范豪陈诚陈维李凯[导读] 近年来，随着建筑行业的不断发展和进步，室内装饰材料已经得到了较为广泛的应用并呈现出多样化中建三局集团有限公司摘要：近年来，随着建筑行业的不断发展和进步，室内装饰材料已经得到了较为广泛的应用并呈现出多样化。
由于其着火点和可燃物具有不确定性，从而导致其成为潜在火源，一定意义上增加了建筑物的火灾荷载和危险性。
本文简单介绍了pyrosim模拟软件，通过pyrosim 软件对室内火灾进行了数值模拟计算，得出了室内空间着火后温度场的分布、有毒有害烟气的流动、热释放速率及燃烧速度等参数的变化情况，又结合实际情况针对性的提出防火和疏散建议，为预防和管理室内火灾的发生提供了坚实的理论基础，对现场的防灭火工作具有重要的现实性和指导意义。
关键词：Pyrosim；建筑室内火灾；数值模拟1 室内火灾算例Pyrosim是专门用于火灾动态仿真模拟（FDS）的软件，可以准确预测火灾中的烟气、CO、H2S等有毒有害气体流动、火灾温度等。
该软件可模拟范围很广，包括常见的室内火灾、森林火灾以及电气设备引发的多种火灾。
该软件除了方便建模外，还可直接导入DXF和FDS 格式的模型文件[1-2]。
近年来我国城市的建设以及我国建筑工程行业的迅猛发展，其中包括高层建筑、地下楼宇、宾馆、公共休闲娱乐活动场所等项目建设得愈益广泛[3-6]。
再者由于建筑物在装饰施工的过程中都会使用很多易燃且对环境有毒、有害的放射性材料，致使建筑室内发生火灾并造成人员伤亡以及财产损失的可能性大大提高，因此加强室内防火工作已成为一项艰巨而重要的任务。
由于室内空间、装饰材料等的多样性，发生火灾时的着火点和可燃物同样具有不确定性[7-8]。
因此，在现实中对于室内火灾场景进行模拟、搭建试验台较为困难，所以利用软件对此类火灾场景进行数值模拟具有一定的研究价值。
宿舍线路火灾事故调查报告
宿舍线路火灾事故调查报告一、事故概述2023年4月12日下午2点30分，某大学某宿舍楼发生火灾，导致3名学生受伤，无生命危险。
经初步调查，火灾是由电线路故障引发的。
事故发生后，大学相关部门立即展开救援工作并且成立事故调查组对此次火灾事故进行认真的调查。
二、事故发生经过4月12日下午2点30分左右，宿舍楼的一名学生发现宿舍楼内有浓烟冒出，并且闻到了刺鼻的焦味。
随即该学生立即向宿舍管理员报告，并通过手机联系了消防部门。
宿舍管理员随即使用灭火器进行初步灭火，同时组织其他学生安全疏散。
消防部门接到报警后立即赶赴现场，并全力扑救。
最终在30分钟内将火灾扑灭，并将3名受伤学生送往医院进行救治。
经过医院检查，3名学生皆为烟雾中毒，无生命危险。
三、调查过程1. 事故发生地点进行现场勘查：调查组成员立即赶往现场进行勘查。
现场勘查发现火灾起因是一根电线短路引发，导致电线发生过热并引燃了附近的物品。
火灾受损宿舍楼有5间宿舍受到不同程度的损坏，其中一间宿舍损坏最为严重，财产损失较大。
同时，调查组在现场发现了几根电线出现老化、破损的现象。
2. 了解事故发生前后的情况：调查组成员对事故发生前后的情况进行了详细了解。
了解到火灾发生时，宿舍内部的电器设备大多处于使用状态，宿舍内的学生多在宿舍内休息或学习，火灾发生后，大部分学生能够及时疏散。
受害学生均在睡觉时被烟雾熏醒，并且能够及时逃生。
3. 与事故相关人员进行了解：调查组成员对事故相关人员进行了解。
得知宿舍管理员及时发现火灾并进行了初步扑救，有效避免了事故的进一步扩大。
同时也了解到宿舍内的学生对消防安全知识掌握较好，学生在火灾发生后能够冷静应对，有效疏散。
四、事故原因分析1. 电线老化和破损：调查组发现火灾现场有几根电线出现老化、破损的现象，这可能是电线短路的主要原因之一。
通过与宿舍楼的学生了解得知，宿舍楼内的电线大多年头较长，没有进行定期维护和更换。
2. 用电安全意识不强：调查组发现，宿舍内的学生对用电安全意识不够强，大多数学生对于电器设备的插拔和使用没有严格规范。
高校宿舍火灾数值模拟与分析
高校宿舍火灾数值模拟与分析
毛龙;乐增;金润国
【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(28)4
【摘要】高等院校人数众多,居住范围集中,存在众多的安全隐患,一旦发生火灾就
会造成重大的不可挽回的损失,给学校和社会带来较大的负面影响.宿舍灭火以及人
员疏散的关键在于掌握火灾发生时的重要参数变化.采用美国国家标准和技术研究
院(NIST)开发的FDS(Fire Dynamic Simulator)软件,建立高校宿舍模型,对宿舍火
灾进行全尺寸模拟.通过模拟实验给出了火灾发生过程中室内和走廊中的烟气运动、温度和氧气体积分数的变化规律.
【总页数】6页(P418-423)
【作者】毛龙;乐增;金润国
【作者单位】武汉科技大学,资源与环境工程学院,武汉,430081;武汉科技大学,资源与环境工程学院,武汉,430081;武汉科技大学,资源与环境工程学院,武汉,430081【正文语种】中文
【中图分类】X924.4
【相关文献】
1.基于FDS的高校宿舍火灾数值模拟 [J], 乐增;金润国;毛龙
2.高校宿舍走廊火灾烟气运动的数值模拟 [J], 张宇金;许秦坤;李仕雄
3.基于Pyrosim模拟的高校宿舍火灾分析 [J], 张爱然;毕竟松;崔怡琳;谢欣彧
4.高校宿舍火灾安全评价指标选取分析 [J], 范良琼
5.某古镇商铺建筑火灾蔓延数值模拟分析研究 [J], 陶庆
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楼层的影响。通过 对 火灾过程 的烟 气、温度 、一氧化碳 等物理量进行 分析表 明，多层宿舍楼 中性 面以上楼层发 生火灾时，烟气通过 楼梯 通道向上层 空间蔓延 ．同时通过前 室水平流向上层走廊。此外，除非火势异常剧烈 ，烟气生成量大大超过排 出量 ，否则烟气不会 向下层 沉降。
【 关键词 】 宿舍楼 火灾 数 值模拟
Ｓ ｏ ｅ ｗ程 序 可 以 方 便 得 对 计 算 结 果 进 行 可 视 化 演 示 ［ ＿ 。 ｍ ｋ Ｖｉ ｅ １ ２］ Ｆ Ｓ 中主 要 对 以下 方 程 进 行 求 解 ： Ｄ （ ）质 量 守 恒 方 程 １
＋ ｖ ．ｐ ： ０
ｄｒ
量 的参 数 包括 能 见度 、温度 、一氧 化 碳 、二 氧化 碳 及氧 气 浓 度等 。
引言
高 校学生宿 舍楼是 典型 的通廊式 多层建筑 。在通廊 式 多层 建筑 火 灾 中，烟 气将 由起 火区 向非着 火区蔓 延，尤其是通 过与起 火 区相 连 的 走廊 、楼梯通 道 向其他 楼层 扩散 ，这将严 重妨 碍人 员 的逃生和 灭火 。 驱动烟 气运动 的因素 主要包括 室 内外温差 引起 的烟 囱效应 、烟气 的浮 力和膨 胀力 、通 风系统 的影 响及室外 风的影 响等 。本文 对某 典型高校 学生宿 舍楼进行 火灾 数值模拟 ，模拟 结果对 火灾发生 时人 员如何疏 散 起 到积 极 的指 导 作用 。 对 宿 舍 楼 火 灾 进 行 系 统 全 面 的 模 拟 研 究 ， 掌 握 火 灾 烟 气 蔓 延 的路 径及 分布 规 律 ，对火 灾 时人 员及 时安全 撤离 火场 起 到有 效 的指 导 作 用 ，并能够为高 校学 生宿舍楼 的性 能化防火设 计 以及 为高校 管理提 供 切 实可 行 的参 考 依据 。
一
线 写 真
建 筑 与发 展
Ｊｉ ＺｈｕＹＯ Ｆ Ｚｈｏｌ ａｎ ａ ｌ
Ｙｉ ａｎ Ｘｉ Ｚｈｅｒ ＸＩ ｅ ｌ
基于数值模拟的高校学生宿舍楼火灾研究
祝 飞
重庆 巴南 ４ ０ ５ ０ ０５ 重 庆 巴 南 区公 安 消 防 支 队
【 摘
要 】 若干因素造成的 高校学生宿舍楼 火灾危 险性极 大。 采用数值模 拟方法研 究分析某高校一 多层宿舍楼 火灾， 究着火楼层对上下非着 火 研
式 中 … 一密 度 （ ｇ ｍ ） ｋ ／
：… 一速度矢量 （ ／ ） ｍ ｓ
（ ） 组 分 守 恒 方 程 ２
ａ ．。
（ ） ＋Ｖｅ
式中
Ⅳ ＝ ・ ｐ ， ） 小， ） （ ＤＶ ＋
图 １ 模 型 示 意 图及 平面 图
Ｙ … 一第 ｉ种 组 分 的 质 量分 数 ： Ｄ…
３１ 气蔓延分析 ．烟
… 一压力 （ Ｐａ） ；
式 中
ｇ …
…
一重力加 速度 （ ｍ／Ｓ ； ）
一
曩 ． 嘲
潮■嘲 强嘴
蠕蕊 涮 凇蝴 酶 黜
…
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作用 于流 体上 的 外力 （ 除重 力外 ）（ ； Ｎ）
ｒ…
一黏性 力张 量 （ 。 Ｎ）
…
一第 ｉ种 组 分 的 扩 散 系数 （ ｓ） ｍ／ ；
一Leabharlann 单位体 积内第 ｉ种组分 的质量 生成率 （ ｇ （ 。 ｋ／ ｍ・
Ｓ） 。 ）
（ ） 动 量 守 恒 方 程 ３
图２走廊平面图及监测点布置 图
（ （ ： ：ｇ ｖ ＋ ． ） Ｐ＋ ． ： ＋
口ｒ
３模 拟 结果 与分 析
下 条 件 设 计 ： 火 源 设 置 在 四 楼 层 最 末 端 的 房 间 中 心 处 ，热 释 放 速 率 为
５ＭＷ
１数 学 模 型
Ｆ Ｓ是 由 ＮＩ Ｔ （ ａ ｉ ｎ ｌ Ｉ Ｓ ｔ ｔ ｏ Ｓ ａ ａ ｄ ａ ｄ Ｄ Ｓ Ｎ ｔ ｏ ａ ｎ ｔｉ ｕ ｅ ｆ ｔ ｎｄ ｒ Ｓ ｎ
在走廊 中心线 １ ７米 高度处水平方 向共布置六个 监测点 ，第 一个 ． 监测 点位 置正对火源 房 间的门， 由此沿着走廊 方 向每 隔 ９ ｍ布 置一个 。 每个监测 点布置高度 为 １ ７ （ ． ｍ 火灾 中烟气 对人员起作 用 的高度 ） ，如
图 ２ 所 示 。 为 方 便 数 据 统 计 ， 将 五 层 监 测 点 定 义 为 Ａ１、Ｂ１、 Ｃ１、 Ｄ １、Ｅ １和 Ｆ １；六 层 监 测 点 定 义 为 Ａ２ 、Ｂ２、ｃ ２、Ｄ ２、Ｅ２和 Ｆ ２。测
Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ）开发 的场 模拟软件 ，它是以火灾 中流体运动 为主要模拟 ｅｈ ｏ ｏ ｙ 对 象 的 计 算 流 体 动 力 学 模 型 。该 软 件 对 低 速 热 力 流 动 的 Ｎ ｓ方 程 求 解 — 数 值 近似 解 ，重 点 在 火灾 的烟气 和 热 量转 移 上 。ＦＤＳ 软件 包 中的
（ ） 能 量 守 恒 方 程 ４
昙 ）・ －鲁“ －ｑＶ ｖ ；・ Ｖ （＋ ） ＋ Ｖ，ｅｒ Ｖ 鹏 肋 Ｖ ＾＝ － ｏ （） 魄 ） ｄ ｋ ＋ ｔ ・
烟气
着火层
传热 。在进 行数值求 解 时，Ｆ ＤＳ对 空间坐标 的微 分项采用 二阶 中间差 分法离散 ，对时间坐标 的微分 项采用二阶 ｒ ｉ ｅ ｋ ｔ ａ法 离散 ，对 ｕｉ — ｕ ｔ ｇ ｐ ｉｓｎ ｏ ｓ ｏ 方程 形式 的压力微分方程则采用傅立叶变换法直接求解 。 因此 ，
可 以得 到 比较 准 确 的 求 解 结 果 。
２ 模 型 及 参 数 设 置
研究 对象为某 高校一栋 学生宿 舍楼 ，几何模 型如 图 ｌ所 示。该宿 舍楼 为通 廊式多层建筑 ，共有 六层 ，每层布局一 致 ，均 为 ２ ６个 房间 ， 每个房 间都有 门和 走廊相 通 ，每一 走廊又有 门和 楼梯 间相通 ，外窗与 外 界相 通 。楼 内设有 两 部楼 梯 ， 分布 位 于走 廊 两端 。 为 研 究 着 火 层 火 灾 烟 气 对 上 下 非 火 灾 楼 层 的 影 响 ，模 拟 场 景 按 以