基于PyroSim的复杂矿井火灾烟气智能控制研究
基于Pyrosim和Pathfinder的建筑火灾数值模拟和安全疏散研究模板
分类号：620.3010密级：天津理工大学研究生学位论文基于Pyrosim和Pathfinder的建筑火灾数值模拟和安全疏散研究（申请硕士学位）学科专业：安全工程研究方向：建筑火灾模拟作者姓名：指导教师：2015年2月Thesis Submitted to Tianjin University of Technology forthe Master’s DegreeStudy of Numerical Simulation Fire and Evacuation of Experiment buildingBased on Pyrosim and PathfinderBySupervisorFeb,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津理工大学有关保留、使用学位论文的规定。
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（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要在人类的文明史上，火的使用是人类文明的一个重要象征，也是人类文明史上的一个伟大创举，在人类社会的进步中起到了无可比拟的重要作用，可以说，一部人类文的进步史，就是一部人类文明的用火史。
然而，世界上的事物总是具有两面性的，火的使用虽然使人类进入了文明时代，但是其一旦失去控制，又会危机人类的生命和财产安全，给人类带来灾难。
基于深度学习平台的人工智能软件开发与应用——以飞桨(PaddlePaddle)在火灾烟雾检测场景的应
基于深度学习平台的人工智能软件开发与应用——以飞桨(PaddlePaddle)在火灾烟雾检测场景的应用为例基于深度学习平台的人工智能软件开发与应用——以飞桨(PaddlePaddle)在火灾烟雾检测场景的应用为例随着人工智能的快速发展，深度学习成为了当前人工智能领域的热门技术。
基于深度学习平台的人工智能软件开发与应用在各个行业催生了许多令人印象深刻的成果。
本文将以飞桨（PaddlePaddle）在火灾烟雾检测场景下的应用为例，探讨如何使用深度学习平台进行人工智能软件的开发与应用。
火灾是一种常见的自然灾害，也是生活中潜在的危险。
及时检测和报警是保障人身安全和财产安全的关键。
传统的火灾烟雾检测设备往往过于依赖人工操作，效率低下且易出现误报。
基于深度学习的火灾烟雾检测系统能够自动地、高效地判断火源位置和烟雾浓度，从而提高火灾预警的准确性和响应速度。
飞桨（PaddlePaddle）是一个开源的深度学习平台，具有易于使用、灵活性强的特点。
它提供了丰富的模型库和工具，能够帮助开发者快速搭建并训练自己的深度学习模型。
在火灾烟雾检测场景中，我们可以利用飞桨平台的强大功能，结合深度学习算法，开发出高效准确的火灾烟雾检测系统。
火灾烟雾检测系统的核心是烟雾识别模型。
在飞桨平台中，我们可以使用卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）来构建烟雾识别模型。
CNN是一种深度学习模型，特别适用于图像识别任务。
它通过多层卷积和池化操作，能够从图像中提取出有用的特征，然后通过全连接层进行分类和判断。
在火灾烟雾检测系统中，我们可以通过收集大量的火灾烟雾图像数据进行训练。
飞桨平台提供了丰富的数据预处理工具，可以帮助我们对图像数据进行预处理和增强，提高模型的鲁棒性和泛化能力。
在数据准备完成后，我们可以使用飞桨平台提供的训练工具进行模型的训练和优化。
通过不断调整模型的参数和结构，我们可以使模型逐渐收敛，提高烟雾识别的准确性和稳定性。
基于模糊神经网络的智能火灾报警系统研究的开题报告
基于模糊神经网络的智能火灾报警系统研究的开题
报告
一、选题背景
随着城市化进程的不断推进，建筑的规模不断扩大，保障人员安全的工作变得越来越重要。
而火灾是建筑安全的重要威胁之一，往往会造成严重的后果。
因此，如何及时准确地发现和预防火灾，成为了一个迫切的问题。
智能火灾报警系统，就是为解决这一问题而被广泛研究和应用的一种技术。
本课题将研究基于模糊神经网络的智能火灾报警系统，以提高火灾预防和应对的效率和精度。
二、选题意义
智能火灾报警系统是一种结合了先进的传感器技术、自适应控制技术等多种高科技手段的系统，可以及时发现火灾、报警并进行相应的控制。
不仅如此，智能火灾报警系统还可以与其他智能化的安全系统进行联动，实现多重安全保障，对于提高现代城市的安全水平起到十分重要的作用。
三、研究内容
本课题旨在研究基于模糊神经网络的智能火灾报警系统的设计、构建和测试。
具体研究内容包括：
1. 智能火灾报警系统的原理研究。
2. 模糊神经网络的原理及其在火灾报警领域的应用研究。
3. 设计并实现一个具有可拓展性的智能火灾报警系统原型。
4. 对系统进行测试评估，分析其性能特点。
四、研究方法
本研究将采用文献调研、数据采集、实验仿真等方法进行实验研究，同时引入模糊神经网络技术对智能火灾报警系统进行优化和改进，取得
更好的性能和效果。
五、预期成果
本研究将提出并实现一种基于模糊神经网络的智能火灾报警系统，
在保证较高准确度的基础上，具有高效、可靠、灵活等优点，有望为现
代城市安全管理提供有力支持。
基于Pyrosim的高层住宅火灾模拟分析
基于Pyrosim的高层住宅火灾模拟分析唐莉青(首都经济贸易大学，北京100026>【摘要】随着城镇化进程的加快，高层住宅数量日趋增多，俨然已成为了现代城市的标志。
但 与普通住宅相比，高层住宅具有危险源多、火灾荷栽大、人口密度高、建筑结构复杂、疏散难度大等特 点，一旦发生火灾往往会造成巨大的经济损失和大量的人员伤亡，因此高层住宅建筑火灾已经成为 社会各界密切关注的重大课题。
为了 了解高层住宅建筑火灾的烟气蔓延规律和火灾发展特性，文章 应用Pyrosim火灾模拟软件，通过建立火灾模型，并参照最不利原则对北京某高层住宅小区进行4 个不同的火灾场景数值模拟重点研究火灾发展过程中的烟气蔓延发展情况和相关规律，通过火灾 模拟结果和高层住宅建筑火灾特点对高层住宅建筑火灾的预防管理提出相应的对策建议措施。
【关键词】高层住宅建筑火灾烟气蔓延数值模拟Pyrosim【中图分类号】X928.7 【文献标志码】A〇.引言近年我国高层建筑火灾频发，据近十年的数 据统计我国一共发生过3.1万起高层建筑火灾，死亡人数474人，直接经济损失15.6亿元。
其中住宅 火灾造成的直接财产损失达7.5亿元，占损失总额 的20.1 %。
由此看来我国高层住宅建筑消防安全形 势仍不容乐观M]。
高层住宅一直都是消防工作的重点和难点，随着近年来城镇化水平的加快，高层建筑数量急 剧上升，高度也在攀升，高层建筑的人口密度也随 之增大，这就进一步加大了高层住宅火灾的危险 性，也增大了救援的难度。
高层住宅中易燃易爆物 品和危险化学品较多，一旦发生火灾所造成的损 失是难以估量的。
因此此类高层住宅建筑具有危 险源多、火灾荷载大、人口密度高、建筑结构复 杂、疏散难度大等特点，而且高层住宅火灾的致 死原因主要是烟气的中毒窒息。
因此，对高层住 宅的火灾烟气模拟研究显得极为重要。
通过走访 调研，发现北京市内许多高层住宅小区为了方便 垃圾的清理或者其他原因，楼梯间的防火门长期 处于开放状态，针对这一现象，研究防火门的开 合对火灾发展情况的影响很有必要。
基于Pyrosim仿真的大空间灭火方法战术研究
基于Pyrosim仿真的大空间灭火方法战术研究发布时间：2022-01-20T10:30:53.836Z 来源：《中国科技人才》2021年第30期作者：贝晓立[导读] 本文旨在建立大空间、大面积的后勤供应仓库模型，研究大空间灭火方法战术。
宁波消防救援支队宁海大队跃龙站 315600摘要：近年来，大面积、大空间库房火灾频发。
本文旨在建立大空间、大面积的后勤供应仓库模型，研究大空间灭火方法战术。
关键词：Pyrosim仿真；大空间灭火；战术研究为了分析火灾时各大空间高温烟雾的传播规律、温度分布和能见度，以及火灾产生的有害气体浓度变化规律，在此基础上确定人员疏散的安全性，此外，火灾的发生本身就是一个复杂而不可预测的过程，需要适用研究方法和提高研究水平。
大空间例如长径隧道紧急救援预测及制订有效及合理的安全措施运行，本文利用Pyrosim软件进行了相关程序仿真。
1 Pyrosim简介火灾动态模拟，美国商务部NIST直接研发旨在进行火灾的动态模拟仿真（FDS），研究院负责物理、生物和工程领域的基础和应用。
Pyrosim是一个交互式火灾和疏散模拟软件，为用户提供图形界面。
timizing热流预测火灾过程中烟雾情况，Pyrosim提供二维和三维两种系统，用户可以切换，此外还提供图像、不同对象格式的编组便于建模[1]。
Pyrosim的优点不仅在于它提供了三维图形的处理前功能，而且它允许直观地编辑，用户可以切换，Pyrosim不仅提供建模和源安装、安装燃烧材料、设置边界条件和在火灾中提供帮助的可能性，还直接调用FDS和smokeview并处理结果。
Pyrosim包含允许模拟火灾和疏散的疏散模型。
如果启用FDS+evac功能，evac菜单将包括UI设置，该设置将显示在浏览网络和对象编辑器中。
禁用FDS+evac功能时，evac菜单选项将被禁用，并且UI组件将不存在于网络和对象编辑器中，而存在于列表中。
FDS+evac名称将不包括在pyrosim创建的FDS输入文件中。
基于PyroSim的压入式通风巷道火灾模拟
软件构建压入式掘进巷道内的火灾模型，实现了总长 400 m、
火源
巷道内机械设备的损失、人员伤亡、停工停产等。因此，
矿
井火灾在近年来受到学者们的关注。
位于 200 m 处的掘进巷道内，风筒烧断与未烧断两种情况、不同
笔者利用 PyroSim 软件对不同火源功率的巷道火灾
火源功率下的火灾模拟。结果表明：
在压入式巷道中发生火灾,一
Key words: subway platform; evacuation section; flow characteris⁃
Fire and Rescue Division,Beijing 100082, China)
tic; smoke characteristic
Abstract: At present, there are just general restrictions of wind ve⁃
zone from the bottom to the top. The evacuated people will mainly
be active in the main stream zone with the wind velocity as high as
3~6 m/s, which benefits for the smoke control and fresh air sup⁃
进行数值模拟，
针对风筒烧断与未烧断两种工况分析掘进
旦风筒烧断，
火灾发展将更加迅速；一定条件下巷道中火场内被困
巷道内火灾蔓延与烟气运移规律。
基于数值模拟技术的火灾烟气控制与排烟系统优化研究
基于数值模拟技术的火灾烟气控制与排烟系统优化研究标题：基于数值模拟技术的火灾烟气控制与排烟系统优化研究摘要：火灾安全是建筑领域的重要议题之一，其中烟气控制与排烟系统是保障人员生命安全的关键。
本研究基于数值模拟技术，探讨了如何优化火灾烟气控制与排烟系统的设计和运行，以提高疏散效率和减少火灾损失。
通过研究燃烧理论、排烟流场特性、烟气传输规律等方面的问题，本论文提出了一种基于数值模拟的优化方法，并通过数据分析验证了该方法的有效性。
最后，我们得出结论并对未来的研究方向进行了讨论。
1. 引言在建筑火灾事故发生时，烟气是最为致命的因素之一，排烟系统的设计和运行对于人员的安全疏散起着至关重要的作用。
然而，传统的设计方法往往依赖于经验和试错，缺乏科学性和实用性。
因此，开展基于数值模拟技术的研究成为提高火灾烟气控制与排烟系统效率的重要途径。
2. 研究问题及背景本研究旨在解决火灾烟气排烟系统中存在的问题，主要包括排烟口位置优化、排烟风机参数选取、烟气流场特性研究等。
通过数值模拟技术，我们希望能够建立一个科学、准确的火灾烟气模型，并分析不同参数对整个系统运行效率的影响，为系统优化提供依据。
3. 研究方案方法3.1 燃烧理论研究通过研究不同燃烧条件下烟气生成和扩散机理，建立火灾烟气模型。
考虑不同烟气成分和燃烧物性对模型的影响。
3.2 排烟风机参数选取通过数值模拟和模型优化算法，确定最佳排烟风机参数，包括风机数量、风量和转速等。
3.3 排烟口位置优化基于数值模拟技术，探究排烟口位置对烟气传输和疏散效率的影响，选择最佳排烟口位置。
4. 数据分析和结果呈现通过数值模拟，我们获得了不同参数下的火灾烟气控制与排烟系统效果。
利用大量的数据进行分析，建立相关的统计模型，并展示结果的可视化图表。
5. 结论与讨论通过本研究，我们证明了基于数值模拟技术的火灾烟气控制与排烟系统优化方法的有效性。
我们提出了一种科学且实用的优化方法，可以提高系统的疏散效率，降低火灾损失。
基于PyroSim模拟的大跨度、大空间仓库火灾扑救技战术研究
基于PyroSim模拟的大跨度、大空间仓库火灾扑救技战术研究李驰原【摘要】近年来,大跨度、大空间仓库火灾事故频发,消防部队在扑救此类火灾时面临着巨大的挑战.运用火灾PyroSim模拟软件,以某大跨度、大空间物流仓库为对象,建立物流仓库模型,应用FDS软件进行不同火灾场景的数值模拟,将火灾发展过程中温度变化、热辐射变化和烟气蔓延发展情况等因素与火灾扑救技战术相结合,分析采取不同火灾扑救技战术情况下温度-时间变化曲线、热辐射-时间变化曲线和能见度切片的数据,为消防部队在水枪阵地破拆排烟位置和选择内攻灭火时机提供一定的量化数据支撑.%In recent years,fire accidents of large span and large space warehouses have been frequent,and fire fighting forces have faced great challenges in fighting such fires.This paper usessimulation software PyroSim fire to a large span large logistics warehouse space as the object,through the establishment of model using FDS software to carry on the numerical simulation of differ-ent fire scenario.It uses temperature,thermal radiation,changes in the process of fire development and smoke spread development method,combining the operational tactics and the influence factors,such as analysis of adopting different tactics for the fire fighting and rescue cases temperature-time curve,the thermal radiation-time curve and visibility slice data,for the fire army in the noz-zle position,forcible entry position of smoke and fire attack the timing to provide certain quantitative data to support.【期刊名称】《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】5页(P1-4,15)【关键词】消防;大跨度;大空间;仓库火灾;PyroSim模拟【作者】李驰原【作者单位】中国人民武装警察部队学院消防指挥系,河北廊坊065000;灭火救援技术公安部重点实验室,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】X9随着国民经济的不断发展，商业企业、生产制造企业、连锁超市、零售业对物流仓储、装卸转运和配送外包的需求逐步增多，为降低生产成本，提高经济效益，不同类型、不同规模的大跨度、大空间物流仓库不断涌现，其火灾危险性也越来越大[1]。
基于 PyroSim 的高速动车火灾分析
基于 PyroSim 的高速动车火灾分析梁君海;李霞;林建辉;李莉;刘金柱【摘要】以高速动车 CRH2为研究对象，在高速动车内部不同位置设置不同的着火点，对发生火灾的车厢内部各处的温度、热释放速率以及烟雾浓度等进行数值分析研究，得出不同位置着火时的危害程度，从而为对列车加强火灾防护提供参考。
【期刊名称】《重庆理工大学学报》【年(卷),期】2014(028)010【总页数】3页(P35-37)【关键词】高速动车;PyroSim;模拟;整车模型;火灾分析【作者】梁君海;李霞;林建辉;李莉;刘金柱【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】U26动车组列车因其便捷、稳定、舒适，已成为备受世界各国铁路运输部门青睐的交通运输方式。
动车组列车上采用的新防火技术与难燃阻燃材料增强了车身的防火性能，有效地降低了火源产生的概率，减少了可燃物的存在。
但由于一些人为因素，以及外来火源和外来可燃易燃物等，仍可能增大车厢发生火灾的隐患。
由于高速列车具有流动性、密闭性、人员集中性等特点，一旦发生火灾，火势蔓延将会非常迅速，在短时间所产生的大量燃烧热、烟气、有毒气体等将会很快蔓延至整个车厢。
因此，对高速列车进行火灾的分析研究有着积极的意义［1－4］。
1 PyroSim火灾模拟软件PyroSim火灾模拟软件是一款专用于消防动态仿真模拟的软件，它是在火灾模拟软件FDS的基础上发展起来的［5－6］。
FDS 建模很复杂，是通过文本编写程序来完成的，尤其是对于布置探温、探烟、探毒气探头位置的各种参数，其建模工作量非常大，很容易出错。
PyroSim火灾模拟软件最大的特点是提供了三维图形化前处理和可视化编辑的功能，能够边编辑边查看所建模型，把用户从以前FDS建模的枯燥复杂的命令行中解放了出来。
图1为它的模块组成结构。
图1 跟踪试验系统的模块组成结构2 火灾模型的建立及仿真2.1 列车物理模型设置实际的火灾发生和燃烧过程比较复杂，由于现有的计算方法及条件有限，必须进行一定的简化。
基于pyrosim的风速对矿井火灾蔓延规律影响研究
金属矿山
METAL MINE
总 第 524 期 2020 年 第 2 期
基于 Pyrosim 的风速对矿井火灾蔓延规律 影响研究
田水承 1 窦培谦 2 张成镇 1，31
（1. 西安科技大学安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2. 中国劳动关系学院安全工程系，北京 100048； 3. 长江航运公安局九江分局，江西 九江 332000）
Tecplot 数值模拟可视化分析软件对切片进行分析。得到 3 m/s 风速下各监测点稳定温度随监测点距火源距离的增
大先快速降低后缓慢升高至稳定，温度的下降速度较其他工况快，且稳定温度在人的承受极限内；各工况下监测点
稳定温度随距离的曲线拟合呈幂函数分布，且系数与风速呈二次函数关系；3 m/s 风速下稳定烟雾浓度相比于其他
Abstract In order to explore the impact of wind speed on the law of mine fire spread and improve the escape rate of per⁃ sonnel in mine fire，the Pyrosim fire simulation software is adopted to simulate the mine roadway and establish the model. Ac⁃ cording to the characteristics of mine fire，the fire source and reaction type are set，and the numerical simulation is made un⁃ der six conditions of wind speed at 0.5 m/s，1 m/s，2 m/s，3 m/s，4 m/s and 5 m/s，respectively. At the simulation，the tem⁃ perature and smoke concentration data are processed and analyzed，and the slices are analyzed by Tecplot numerical simula⁃ tion visualization analysis software. The results show that the steady temperature of each monitoring point at the wind speed of 3 m/s decreases rapidly with the increase of the distance between the monitoring point and the fire source，and then increases slowly till to be stable. The steady temperature decreases faster than that of other working conditions，but is within the endur⁃ ance limit of personnel. The curve fitting of the steady temperature at each monitoring point with the distance shows a power function distribution，and the coefficient is a quadratic function of the wind speed. Under the 3m/s wind speed，the steady fog concentration is lower than that of other conditions. It is concluded that the wind speed of about 3m/s is feasible and economi⁃ cal for escape from the mine fire. The function formula among the steady temperature of the mine external fire，the fire source distance，and the wind speed is obtained.
基于Pyrosim的矿井工作面火灾数值模拟研究
基于Pyrosim的矿井工作面火灾数值模拟研究
周倍淇
【期刊名称】《煤》
【年(卷),期】2024(33)3
【摘要】为了研究矿井工作面火灾的蔓延情况,以柳湾煤矿61122工作面为基础,建立了尺寸为60 m×4 m×3.2 m和100 m×4 m×3.2 m的Pyrosim模型,用来模拟火灾发生时巷道内烟气的运移规律、温度分布情况。
结果表明:当风速≥2 m/s时,可以有效抑制烟流逆退,使火源上风侧区域成为安全范围。
【总页数】4页(P5-7)
【作者】周倍淇
【作者单位】山西大同大学煤炭工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD752
【相关文献】
1.基于Pyrosim的风速对矿井火灾蔓延规律影响研究
2.基于Pyrosim的小型电影院火灾数值模拟分析
3.基于Pyrosim的某学生宿舍楼火灾数值模拟
4.基于Pyrosim的隧道火灾数值模拟与分析
5.基于PyroSim的仓储锂离子电池火灾数值模拟研究
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基于智能控制的燃煤锅炉灵活调峰技术分析
基于智能控制的燃煤锅炉灵活调峰技术分析在能源领域，燃煤锅炉如同一位历经沧桑的老兵，长久以来肩负着发电和供热的重任。
然而，随着智能控制技术的崛起，这位老兵正经历着一场革命性的变革——灵活调峰技术的应用。
本文将深入剖析这一技术的优势与挑战，并提出前瞻性的见解。
首先，让我们用一个比喻来形容智能控制技术：它就像是燃煤锅炉的“智慧大脑”，能够精确感知外界需求的变化，并做出快速响应。
这种技术的核心在于其预测能力和实时调整的能力，正如一位经验丰富的船长能够在风浪中稳稳掌舵。
一、技术优势的夸张描述想象一下，当电网负荷波动时，传统的燃煤锅炉就像是一辆没有刹车的货车，难以即时减速或加速。
而配备了智能控制技术的锅炉则能在需求的陡坡上自如地加速或减速，宛如一名敏捷的山地自行车手，在崎岖的山路上翩翩起舞。
二、观点分析与思考然而，任何技术都非银弹。
智能控制技术虽然提升了燃煤锅炉的灵活性，但也带来了一系列的挑战。
例如，高精度的传感器和复杂的算法需要巨大的资金投入，这对于一些小型电厂来说可能是一笔不小的负担。
此外，系统的可靠性和维护问题也不容忽视，一旦出现故障，可能会导致整个发电系统的瘫痪。
三、形容词评价在这里，我们可以使用形容词来评价这项技术的影响：它是“革命性”的，因为它改变了传统燃煤锅炉的工作模式；它是“高效”的，因为它极大地提升了能源利用效率；但同时，它也是“脆弱”的，因为高度依赖先进技术的系统可能面临更多的不确定性和风险。
四、结论与展望综上所述，基于智能控制的燃煤锅炉灵活调峰技术无疑是未来能源领域的一颗璀璨明星。
它不仅能够提升燃煤锅炉的经济性和环保性，还能为电网提供更加稳定和可靠的支持。
但是，我们也必须清醒地认识到，这项技术的推广应用需要克服重重障碍，包括成本、技术和政策等方面的挑战。
在未来，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，智能控制技术有望在更广泛的范围内得到应用。
同时，政府和行业组织应当出台相关政策，鼓励和引导这一技术的发展，确保它能在确保能源安全和促进环境保护的道路上发挥更大的作用。
基于神经网络的工业燃气锅炉智能调控方法探究
基于神经网络的工业燃气锅炉智能调控方法探究工业燃气锅炉在现代生产中起着重要作用，然而传统的调控方法存在一些问题，如难以准确预测和控制燃气锅炉的工作状态。
为了解决这些问题，以神经网络为基础的智能调控方法应运而生。
本文将探究基于神经网络的工业燃气锅炉智能调控方法。
1. 引言工业燃气锅炉在许多行业中被广泛应用，例如化工、纺织和食品加工等。
传统的调控方法主要基于经验和规则，往往无法满足燃气锅炉的高效、稳定和安全运行的需求。
为了提高燃气锅炉的智能化水平，基于神经网络的智能调控方法逐渐引起了研究者的关注。
2. 神经网络基本原理神经网络是一种模拟人脑神经元网络的数学模型。
其基本原理是通过大量的训练样本和反馈机制，学习出一种输入与输出之间的映射关系。
神经网络由输入层、隐层和输出层组成，每一层都由多个神经元组成，通过激活函数对输入信号进行处理和传递。
3. 工业燃气锅炉智能调控方法研究现状研究人员通过改进或结合不同的神经网络模型，提出了多种智能调控方法。
例如，基于BP神经网络的方法、基于神经网络模糊控制的方法等。
这些方法相较于传统的调控方法，具有更好的适应性和自适应能力，能够准确地预测、控制和优化工业燃气锅炉的运行状态。
4. 工业燃气锅炉智能调控方法实现步骤基于神经网络的智能调控方法的实现步骤通常包括以下几个方面：(1) 数据采集和预处理：收集燃气锅炉相关的数据，并进行去噪、归一化等预处理操作，以便用于神经网络的训练和测试。
(2) 网络结构设计：选择合适的神经网络模型，确定输入层、隐层和输出层的神经元数量，以及激活函数等参数。
(3) 模型训练和优化：利用已采集的数据进行神经网络模型的训练和优化，通过不断调整网络权值和阈值，提高模型的预测和控制性能。
(4) 模型测试和评估：使用独立的测试数据对训练好的模型进行测试和评估，分析模型的性能指标，如准确率、误差等。
(5) 实时调控应用：将训练好的神经网络模型应用于实际的工业燃气锅炉系统，实现智能化的实时调控。
基于PyroSim的高层避难层防火模拟和设计优化
不 合 理 ，火灾 中 出现 的 安 全 隐患 难 以通 过 实 验 发
命。 我 国在《 高层 民用建 筑设计 防火 规范》 （ 以下简称
《 高规 》 ） （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ４ ５ — ９ ５ ） （ ２ ０ ０ １ 年 版 ）中 ６ ． １ ． １ ３条规
现 。本 文 利 用 美 国 研 发 的 火 灾 仿 真 模 拟 软 件 一
参考 文献 ：
都 要求 执行 国际规 范 （ 当然也 必 须 同时满 足 中国规 范） ， 接受 国 际工程 保 险公 司 的设 计 审查 。 这就要 求 我们 不 仅要 掌握 国标 规 范 ， 也要 熟 悉 Ｎ Ｆ Ｐ Ａ， Ｆ Ｍ 等
国 际通用 标 准 。在工 程设 计 中 ， 需 要结 合 国家 规 范
突， 其 设 计 理 念 是一 致 的 ， 只是 在 某 些 具 体 参 数 上
有 些 区别 。这 些 区别 源 于 我 国 的经 济 发 展 水 平 现
５０
（ 本 文收稿 ： ２ ０ １ ５ － ０ ４ —１ ８ ）
状。 Ｎ Ｆ Ｐ Ａ， Ｆ Ｍ代 表 了 当今世 界 的最高 水平 ， 而 我 国 经济 发 展不 平衡 ， 目前 还难 以按 最 高标 准来 普 遍 要 求。 在经济 发 达地 区 ， 重要 的建设 项 目， 应 根据 实 际 情 况高 标准设 计 消 防系统 ， 确 保消 防安 全 。
假 设 火 势在 警报 、 喷淋 的 情 况下 未得 到 控制 ， 则基 于上 次模 拟 仅研 究优化 排 烟 系统 ， 再 一 次模拟 看 到烟 气进 入避 难 层情 况有 很 大改观 。结果表 明 ， 在 无 警报 、 喷淋、 排 烟情 况 下 ， ｔ ＝ ６ ０ Ｓ 为烟 气 开始进
基于pyrosim的建筑室内火灾数值模拟研究朱艳军陈诚陈维范豪（通讯作者）胡超李凯
基于pyrosim的建筑室内火灾数值模拟研究朱艳军陈诚陈维范豪（通讯作者）胡超李凯发布时间：2021-11-04T02:52:03.377Z 来源：基层建设2021年第23期作者：朱艳军陈诚陈维范豪（通讯作者）胡超李凯[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湖北武汉 710000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]。
基于PyroSim的老年公寓火灾烟气运动规律模拟
２０２３年９月第３９卷第５期㊀沈阳建筑大学学报(自然科学版)ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ)㊀Ｓｅｐ.㊀２０２３Ｖｏｌ.３９ꎬＮｏ.５㊀㊀收稿日期:２０２２－１１－２３基金项目:国家自然科学基金项目(５１９７４１８９)作者简介:贾世龙(１９７６ )ꎬ男ꎬ副教授ꎬ主要从事结构安全和施工管理等方面研究ꎮ文章编号:２０９５－１９２２(２０２３)０５－０９０７－０８ｄｏｉ:１０.１１７１７/ｊ.ｉｓｓｎ:２０９５－１９２２.２０２３.０５.１６基于ＰｙｒｏＳｉｍ的老年公寓火灾烟气运动规律模拟贾世龙１ꎬ綦㊀韦１ꎬ２ꎬ李㊀畅１(１.沈阳建筑大学土木工程学院ꎬ辽宁沈阳１１０１６８ꎻ２.辽宁理工职业大学建筑学院ꎬ辽宁锦州１２１００７)摘㊀要目的对某高层老年公寓火灾烟气分布特征和人员疏散规律进行研究ꎬ科学地进行疏散路径决策ꎬ提高疏散效率ꎬ以减少老年公寓火灾造成的人员伤亡ꎮ方法以苏州某高层老年公寓为研究对象ꎬ通过ＰｙｒｏＳｉｍ软件进行火灾仿真模拟ꎬ分析火灾发生后温度㊁能见度㊁Ｏ２浓度㊁ＣＯ浓度和烟气层高度的变化规律ꎮ结果火灾模拟考虑温度㊁能见度㊁Ｏ２和ＣＯ浓度㊁烟气层高度５个因素的人体耐受临界值ꎬ得到可用疏散时间为１７２ｓꎻ位于２层及以上楼层的老年人在１３４ｓ之前可通过３个楼梯间中的任意一个进行疏散ꎬ１３４ｓ到１４２ｓ之间可通过２㊁３号楼梯间进行疏散ꎬ１４２ｓ后只能通过３号楼梯间进行疏散ꎮ结论得出老年公寓火灾燃烧产物的时空分布规律ꎬ计算出疏散时间ꎬ为老年公寓火灾疏散提供理论依据ꎮ关键词老年公寓ꎻ火灾烟气ꎻＰｙｒｏＳｉｍꎻ数值模拟ꎻ疏散时间中图分类号ＴＵ３５２ ５㊀㊀㊀文献标志码Ａ㊀㊀㊀ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＦｉｒｅＳｍｏｋｅＭｏｖｅｍｅｎｔＬａｗｉｎＳｅｎｉｏｒＡｐａｒｔｍｅｎｔＢａｓｅｄｏｎＰｙｒｏＳｉｍＪＩＡＳｈｉｌｏｎｇ１ꎬＱＩＷｅｉ１ꎬ２ꎬＬＩＣｈａｎｇ１(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈｅｎｙａｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇꎬＣｈｉｎａꎬ１１０１６８ꎻ２.ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅꎬＬｉａｏｎｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＪｉｎｚｈｏｕꎬＣｈｉｎａꎬ１２１００７)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｖｅｌｏｐｅｖａｃｕａｔｉｏｎｒｏｕｔｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙꎬｉｍｐｒｏｖｅｅｖａｃｕａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬａｎｄｒｅｄｕｃｅｃａｓｕａｌｔｉｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｆｉｒｅｉｎｅｌｄｅｒｌｙａｐａｒｔｍｅｎｔｓａｓｆａｒａｓｐｏｓｓｉｂｌｅꎬｔｈｅｆｉｒｅｓｍｏｋｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｅｖａｃｕａｔｉｏｎｒｕｌｅｓｏｆａｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｅｌｄｅｒｌｙａｐａｒｔｍｅｎｔｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ.Ｔａｋｉｎｇａｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｅｌｄｅｒｌｙａｐａｒｔｍｅｎｔｉｎＴａｋｉｎｇａｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｅｌｄｅｒｌｙａｐａｒｔｍｅｎｔｉｎＳｕｚｈｏｕａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔꎬＰｙｒｏＳｉｍｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｆｉｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙꎬＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｓｍｏｋｅｌａｙｅｒｈｅｉｇｈｔａｆｔｅｒｆｉｒｅ.ＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｖａｌｕｅｓｏｆｈｕｍａｎｔｏｌｅｒａｎｃｅｏｆｆｉｖｅｆａｃｔｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙꎬｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＯ２ａｎｄＣＯꎬａｎｄｈｅｉｇｈｔｏｆｆｌｕｅｇａｓｌａｙｅｒꎬｔｈｅａｖａｉｌａｂｌｅｓａｆｅｔｙｅｇｒｅｓｓｔｉｍｅｉｓ１７２ｓ.Ｅｌｄｅｒｌｙｐｅｏｐｌｅｌｏｃａｔｅｄｏｎｔｈｅ２ｎｄｆｌｏｏｒａｎｄ９０８㊀沈阳建筑大学学报(自然科学版)第３９卷ａｂｏｖｅｃａｎｂｅｅｖａｃｕａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｎｙｏｆｔｈｅ３ｓｔａｉｒｗｅｌｌｓｂｅｆｏｒｅ１３４ｓꎬｔｈｒｏｕｇｈｓｔａｉｒｗｅｌｌ２ａｎｄ３ｂｅｔｗｅｅｎ１３４ｓａｎｄ１４２ｓꎬａｎｄｏｎｌｙｔｈｒｏｕｇｈｓｔａｉｒｗｅｌｌ３ａｆｔｅｒ１４２ｓ.Ｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｉｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｔｈｅｅｌｄｅｒｌｙａｐａｒｔｍｅｎｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄꎬａｎｄｔｈｅｅｖａｃｕａｔｉｏｎｔｉｍｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｆｉｒｅｅｖａｃｕａｔｉｏｎｏｆｅｌｄｅｒｌｙａｐａｒｔｍｅｎｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｅｎｉｏｒａｐａｒｔｍｅｎｔꎻｆｉｒｅｓｍｏｋｅꎻＰｙｒｏＳｉｍꎻｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻｅｖａｃｕａｔｉｏｎｔｉｍｅ㊀㊀防灾减灾是火灾研究的重要方面ꎬ近年来ꎬ世界各地老年公寓火灾事故频发ꎬ老年人成为火灾中最大的受害群体ꎮ了解老年公寓中火灾烟气的运动规律ꎬ以缩短老年人疏散时间ꎮＧ Ｈａｄｊｉｓｏｐｈｏｃｌｅｏｕｓ等[１]使用ＦＤＳ软件对一座１０层塔楼进行火灾模拟研究ꎬ并将其与实际试验数据进行了对比ꎬ最后得出ꎬ计算机仿真可以比较准确地模拟出高层建筑火灾发展过程及烟气蔓延情况ꎬ为排烟和疏散等提供一定数据指导ꎬ推动了计算机火灾数值模拟的发展ꎮＴ Ｔａｎａｋａ等[２]研究了小尺寸竖井内的烟气特性ꎬ结合大量试验数据ꎬ得到烟气在竖井内的扩散规律ꎬ为了解高层老年公寓楼梯间烟气蔓延情况提供理论基础ꎮ王炜罡等[３]利用ＦＤＳ软件模拟了某居民楼火灾情况ꎬ分析了火灾引起的ＣＯ浓度㊁能见度㊁烟气层高度变化情况ꎬ给出了影响人员安全的极限值ꎬ为实际应用提供参考ꎮ王维平[４]建立了某医院建筑模型ꎬ通过火灾仿真软件模拟多个工况下的ＣＯ浓度㊁ＣＯ２浓度㊁Ｏ２浓度㊁能见度和温度等变化情况ꎬ结合人员疏散软件进行模拟ꎬ提出火灾产物会降低人员疏散速度ꎮ刘海舰[５]以某老年公寓为研究对象ꎬ使用ＦＤＳ仿真软件进行火灾模拟ꎬ总结出温度并不是消防安全㊁合理疏散需要着重考虑的关键因素ꎬ火灾产生的烟气对建筑内人员安全的影响更大ꎮ上述研究多集中于普通人使用的公共建筑且未考虑水喷淋系统的作用ꎬ缺少对老年人照料设施类建筑火灾蔓延方面的研究[６－８]ꎮ基于以上研究ꎬ笔者以苏州某高层老年公寓为研究对象ꎬ通过ＰｙｒｏＳｉｍ软件进行水喷淋系统作用下的火灾仿真模拟ꎬ通过对温度㊁能见度㊁Ｏ２和ＣＯ浓度以及烟气层高度的时空分布特征进行分析ꎬ得到老年人最长可用疏散时间为１７２ｓꎮ位于２层及以上楼层的老年人在１３４ｓ之前可通过３个楼梯间中的任意一个进行疏散ꎬ１３４~１４２ｓ可通过２㊁３号楼梯间进行疏散ꎬ１４２ｓ后只能通过３号楼梯间进行疏散ꎮ１㊀老年公寓火灾模型１ １㊀模型建立㊀㊀该老年公寓平面呈 Ｌ 型ꎬ建筑面积为９３３１ ２ｍ２ꎬ层高为３ ３ｍꎬ共８层ꎬ建筑长１０２ｍ㊁宽３３ｍꎻ东西向走廊长９４ ２ｍꎬ南北向走廊长２５ ３ｍꎬ疏散走廊净宽为１ ９ｍꎮ首层设有３个通往室外的安全出口ꎻ２~８层每层均设有可以通往１层的３个楼梯和４部电梯ꎮ为使火灾模拟更加符合实际情况ꎬ模型在餐厅内布置桌椅ꎬ卧室内布置衣柜㊁床头柜ꎬ休息室布置沙发和茶几ꎮ参照老年公寓ＣＡＤ平面图纸绘制Ｒｅｖｉｔ三维建筑模型ꎮ首先绘制标高㊁轴网以确定垂直和水平方向的定位ꎻ其次ꎬ根据水平轴线与竖向轴线的位置依次对内外墙㊁门窗㊁楼梯和楼板等地上主体部分进行绘制ꎮ其构件清单如表１所示ꎮ表１㊀模型构件清单Ｔａｂｌｅ１㊀Ｍｏｄｅｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｌｉｓｔ专业分类构件名称建模内容建筑构件填充墙几何尺寸㊁结构层和面层材质门㊁窗洞口㊁材质㊁样式楼梯梯井㊁栏杆㊁踏步㊁休息平台尺寸屋面坡度其他雨棚㊁散水的几何尺寸㊁材质结构构件柱横截面尺寸㊁结构层和面层材质墙几何尺寸㊁结构层和面层材质梁几何尺寸㊁结构层和面层材质板厚度㊁结构层和面层材质设备及装消防设备感应探测器㊁喷淋的位置㊁数量饰构件桌椅等障碍物几何尺寸㊁材质第５期贾世龙等:基于ＰｙｒｏＳｉｍ的老年公寓火灾烟气运动规律模拟９０９㊀㊀㊀建模完成后需要进行模型检查ꎬ针对 错㊁漏㊁碰㊁缺 和构件位置偏移等现象进行检验修正ꎮ最后以ＩＦＣ格式作为中间文件导出ꎬ并将其导入到ＰｙｒｏＳｉｍ软件中建立模型ꎬ如图１所示ꎮ图１㊀老年公寓火灾模型Ｆｉｇ １㊀Ｔｈｅｆｉｒｅｍｏｄｅｌｏｆｓｅｎｉｏｒａｐａｒｔｍｅｎｔ㊀㊀ＰｙｒｏＳｉｍ中网格划分的大小对于模拟结果具有十分重要的影响ꎮ一般来说ꎬ网格大小的经验值δ取为火焰特征直径Ｄ∗的１/４到１/１６ꎬＤ∗通过计算可得[９]:Ｄ∗＝Ｑρ¥ｃｐＴ¥ｇæèçöø÷２５.(１)式中:Ｑ为火源热释放速率ꎬｋＷꎻρ¥为空气密度ꎬ一般取为１ ２ｋｇ/ｍ３ꎻｃｐ为空气比热ꎬ取为１ｋＪ/(ｋｇ Ｋ)ꎻＴ¥为环境空气温度ꎬ取２９３Ｋꎻｇ为重力加速度ꎬ取９ ８１ｍ/ｓ２ꎮ经过计算ꎬＤ∗为１ ３８８ｍꎬ为了提高仿真速度且保持仿真精度ꎬ网格大小取为Ｄ∗的１/５ ５ꎬ设为０ ２５ｍˑ０ ２５ｍˑ０ ２５ｍꎬ且由于此老年公寓模型为Ｌ型ꎬ建筑物东西长度较长ꎬ若使用一个矩形网格模型ꎬ会造成无建筑物区域网格较多ꎬ降低仿真速度ꎬ因此使用多重网格ꎬ建筑物南北向网格为Ｍｅｓｈ０１ꎬ东西向网格命名为Ｍｅｓｈ０２ꎬ参数如表２所示ꎬ最终网格个数共２４０８３２０个ꎮ表２㊀网格参数Ｔａｂｌｅ２㊀Ｍｅｓｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓ网格名称轴最小值/ｍ最大值/ｍ网格数Ｘ－１.０１０３.０４１６Ｍｅｓｈ０１Ｙ－１.０１０.０４４Ｚ０.０２６.５１０６Ｘ９１.０１０３.０４８Ｍｅｓｈ０２Ｙ－２４.０－１.０９２Ｚ０.０２６.５１０６１ ２㊀火灾场景设置依据最不利原则ꎬ起火位置设在火灾发生几率比较高或产生危害最大的区域[１０]ꎮ火灾发生时烟气等产物先在房间和走廊内横向传播ꎬ进入楼梯间后受到 烟囱效应 影响ꎬ火灾产物不断向上蔓延[１１]ꎬ据此判定ꎬ首层起火危险性更大ꎮ因此ꎬ将起火位置设在一层起居室内ꎮ由于该老年公寓设有喷淋系统ꎬ根据«建筑防烟排烟系统技术标准»(ＧＢ５１２５１ ２０１７)[１２]的规定ꎬ设定火源最大单位热释放速率(ＨＲＲ)为２５００ｋＷ/ｍ２ꎬ火源面积为１ｍ２ꎻ老年公寓中存放大量衣物㊁被褥等ꎬ根据«消防安全工程»[１３]的规定ꎬ设定火灾增长类型为快速火ꎬ火灾发展系数α取为０ ０４６９ｋＷ/ｓ２ꎮ为便于分析ꎬ将３个楼梯间分别命名为１号㊁２号㊁３号楼梯间ꎬ按建筑平面将模型划分为４个区域:Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ㊁Ｄꎬ起火点位于Ｂ区域内ꎬ如图２所示ꎮ图２㊀１层平面图和火源位置Ｆｉｇ ２㊀Ｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｆｌｏｏｒｐｌａｎａｎｄｆｉｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ㊀㊀该老年公寓地处江苏省ꎬ属于温带季风向亚热带季风过渡的气候ꎬ查阅物理参数设定其环境温度为２０ħꎬ模拟时间为６００ｓꎮ着火房间上方装有光电感烟探测器ꎮ火灾报警１０ｓ后着火房间门开启ꎬ６７ ４ｓ后其他房间及楼梯间的门开启ꎬ火灾产生的烟气等迅速向外扩散ꎮ１ ３㊀测点和切片设置杨胜州等[１４－１５]将火灾中人员的死亡原因归纳为化学窒息死亡㊁单纯窒息死亡㊁吸入黑烟㊁吸入热气ꎮ因此ꎬ笔者综合考虑各个因素ꎬ将温度㊁能见度㊁Ｏ２和ＣＯ浓度㊁烟气层高度５个因素的人体耐受临界值作为判断火灾达到危险状态的标准ꎬ如表３所示ꎮ９１０㊀沈阳建筑大学学报(自然科学版)第３９卷表３㊀各因素的危险临界值Ｔａｂｌｅ３㊀Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｒｉｓｋｖａｌｕｅｓｆｏｒｅａｃｈｆａｃｔｏｒ火灾产物温度/ħ能见度/ｍＣＯ体积分数/％Ｏ２体积分数/％烟气层高度/ｍ危险临界值ȡ７０ɤ１０ȡ０ ２ɤ１５ɤ２㊀㊀火灾发生时ꎬ建筑内人员的疏散路线为房间 走廊 楼梯间 安全出口ꎬ因此ꎬ在走廊及楼梯间关键位置布置５种相应的监测设备ꎮ图３㊀走廊监测设备布置Ｆｉｇ ３㊀Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｔｃｏｒｒｉｄｏｒ图４㊀楼梯间监测设备布置Ｆｉｇ ４㊀Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｓｔａｉｒｗｅｌｌｓ２㊀模拟结果分析ＰｙｒｏＳｉｍ火灾动态仿真软件能够对火灾发生过程中建筑内的烟气㊁温度和有害气体浓度等进行仿真模拟ꎮ图５为火灾热释放速率模拟结果ꎮ热释放速率最终稳定在设定值２５００ｋＷ附近ꎬ证明模拟网格大小设置适当ꎮ图５㊀火灾热释放速率变化曲线Ｆｉｇ ５㊀Ｔｈｅｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｏｆｆｉｒｅｈｅａｔ２ １㊀温度分布规律图６为１层温度监测结果图ꎮ监测结果显示ꎬ２~８层温度均在危险临界值以下ꎬ起火位置所在的１层受火灾影响最为严重ꎮ在１０９ｓ时Ｂ区域走廊温度迅速达到７０ħꎬ到３９４ｓ时整个Ｂ区域的温度达到危险值ꎬ火灾发展到４５６ｓ时Ｂ区域走廊大部分喷淋设备已启动ꎬ直到模拟结束ꎬ整个Ｂ区域不可用于人员疏散ꎮＡ㊁Ｃ㊁Ｄ区域走廊在模拟时间内温度波动很小ꎬ低于临界值ꎮ图６㊀１层走廊温度变化曲线Ｆｉｇ ６㊀Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｖｅｏｎｔｈｅ１ｓｔｆｌｏｏｒｃｏｒｒｉｄｏｒ第５期贾世龙等:基于ＰｙｒｏＳｉｍ的老年公寓火灾烟气运动规律模拟９１１㊀㊀㊀３个楼梯间的温度均在安全限值以内ꎬ纵向温度切片如图７所示ꎬ其中１号和２号楼梯间受火灾影响相对较大ꎮ绘制１㊁２号楼梯间温度曲线如图８所示ꎬ由于５层及以上温度未受火灾影响ꎬ维持在环境温度２０ħꎬ因此５~８层楼梯间温度曲线没有绘出ꎮ从图８中可以看出ꎬ２个楼梯间最高温度出现在１楼楼梯间入口处ꎬ楼层数越高温度所受影响越小ꎻ各层温度始终保持在７０ħ以下ꎬ因此ꎬ３个楼梯间均是有效的逃生通道ꎮ图７㊀三个楼梯间的温度切片Ｆｉｇ ７㊀Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｌｉｃｅｓｏｆｔｈｒｅｅｓｔａｉｒｗｅｌｌｓ图８㊀１号和２号楼梯间温度曲线Ｆｉｇ ８㊀Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｖｅｓｏｆｓｔａｉｒｗｅｌｌ１ａｎｄ２２ ２㊀能见度分布规律图９为起火层的能见度云图ꎬ黑色区域的能见度小于或等于危险临界值１０ｍꎬ３０ｓ后１层的能见度开始降低ꎬ１７２ｓ时整个起火层能见度均下降到１０ｍ以下ꎮ图９㊀起火层能见度分布云图Ｆｉｇ ９㊀Ｔｈｅｃｌｏｕｄｍａｐｏｆｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｔｔｈｅｆｌｏｏｒｏｎｆｉｒｅ㊀㊀图１０为起火层各区域走廊的能见度变化曲线ꎮＢ区域走廊下降最快ꎬ在３６ｓ时即达到危险值ꎬＡ㊁Ｃ㊁Ｄ区域走廊分别在９８ｓ㊁１３０ｓ㊁１７２ｓ时能见度降到１０ｍꎮ９１２㊀沈阳建筑大学学报(自然科学版)第３９卷图１０㊀起火层能见度情况Ｆｉｇ １０㊀Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｆｉｒｅｆｌｏｏｒ㊀㊀图１１为一层３个楼梯间的能见度变化曲线ꎮ１号楼梯间在３９０ｓ时能见度达到１０ｍꎬ在４８９ｓ时降到最低ꎬ接近最低值ꎻ２号楼梯间从一层开始迅速向上蔓延ꎬ在２４６ｓ后能见度达到临界值ꎬ３４０ｓ后４层及以下能见度均达到临界值ꎻ３号楼梯间由于距离较远ꎬ烟气进入较慢ꎬ在４６０ｓ达到临界值ꎮ１１㊀楼梯间能见度曲线Ｆｉｇ １１㊀Ｔｈｅｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙｃｕｒｖｅｏｆｓｔａｉｒｗｅｌｌ２ ３㊀ＣＯ体积分数分布特征起火层Ｂ区域ＣＯ体积分数在３５０ｓ时达到０ ２％ꎬ但后期波动较大ꎬ其他区域走廊的ＣＯ体积分数均在０ ００４％以下ꎬ二层及以上楼层基本不受ＣＯ体积分数影响(见图１２)ꎮ２ ４㊀Ｏ２体积分数分布特征起火层Ｏ２体积分数分布曲线如图１３所示ꎮ在３２５ｓ时起火层Ｂ区域走廊的Ｏ２体积分数降到危险临界值１５％ꎬ其余区域走廊的Ｏ２体积分数略有下降ꎬ对人员通行影响不大ꎻ其他各层Ｏ２体积分数没有明显下降ꎮ图１２㊀起火层走廊ＣＯ体积分数Ｆｉｇ １２㊀ＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｔｔｈｅｆｉｒｅｆｌｏｏｒｃｏｒｒｉｄｏｒ图１３㊀起火层的Ｏ２体积分数曲线Ｆｉｇ １３㊀Ｏ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅａｔｔｈｅｆｉｒｅｆｌｏｏｒ㊀㊀图１４为３个楼梯间的Ｏ２体积分数曲线ꎮ起火层楼梯间入口处Ｏ２体积分数最低ꎬ３个楼梯间的Ｏ２体积分数波动很小ꎬ与正常值２１％相差不大ꎮ图１４㊀各楼梯间的Ｏ２体积分数曲线Ｆｉｇ １４㊀Ｏ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅａｔｔｈｅｓｔａｉｒｗｅｌｌｏｆｆｉｒｅｆｌｏｏｒ第５期贾世龙等:基于ＰｙｒｏＳｉｍ的老年公寓火灾烟气运动规律模拟９１３㊀２ ５㊀烟气层高度分布特征图１５为老年公寓内的烟气蔓延情况ꎮ起火层Ａ区域走廊烟气层高度在１２３ｓ时迅速降低到２ｍ以下ꎬＢ区域走廊烟气层稳定在２ｍ以下的时间为１０８ｓꎬＣ㊁Ｄ区域分别在１３０ｓ㊁３０６ｓ时降到２ｍ以下ꎻ其余楼层走廊烟气层高度均未达到临界值ꎬ对人员疏散几乎不产生影响ꎮ图１５㊀烟气分布情况Ｆｉｇ １５㊀Ｔｈｅｓｍｏｋｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ㊀㊀图１６为起火层各楼梯间的烟气层高度变化曲线ꎮ３个楼梯间的烟气层分别在１３４ｓ㊁１４２ｓ㊁１７２ｓ时降到临界值以下ꎬ最终均维持在１ ８ｍ左右ꎮ其余楼层烟气层高度均未达到临界值ꎮ图１６㊀各楼梯间的烟气层高度Ｆｉｇ １６㊀Ｔｈｅｓｍｏｋｅｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅｓｔａｉｒｗｅｌｌｓ２ ６㊀模拟结果分析对模拟结果进行分析ꎬ以得到可用疏散时间ꎬ表４为起火层各区域中各因素下的可用疏散时间ꎮ表４㊀起火层各区域可用疏散时间Ｔａｂｌｅ４㊀Ｔｈｅａｖａｉｌａｂｌｅｓａｆｅｔｙｅｇｒｅｓｓｔｉｍｅｉｎｅａｃｈａｒｅａ区域各因素下可用疏散时间/ｓ温度能见度ＣＯ体积分数Ｏ２体积分数烟气层高度əＡ区域走廊 ９８ １２３Ｂ区域走廊３９４３７３５０３２５１０８Ｃ区域走廊 １３０ １３０Ｄ区域走廊 １７２ ３０６１号楼梯间 ３９０ １３４２号楼梯间 ２４６ １４２３号楼梯间４６０１７２㊀㊀当某一区域的某一项因素达到危险临界值后ꎬ该区域即不可用于人员疏散ꎮ尽管能见度会影响使老年人疏散速度ꎬ但没有致命伤害ꎬ故Ａ区域人员应能在１２３ｓ内疏散到安全区域ꎬＢ㊁Ｃ㊁Ｄ区域人员的可用疏散时间分别为１０８ｓ㊁１３０ｓ㊁３０６ｓꎮ烟气最先蔓延到起火层的楼梯间内ꎬ而其他楼层人员疏散又必须要经过楼梯间的一层ꎬ因此以３个楼梯间的一层可用疏散时间的最大值作为整个建筑物可用疏散时间[１６]ꎮ根据表４中数据ꎬ１号㊁２号㊁３号楼梯间的可用疏散时间分别为１３４ｓ㊁１４２ｓ和１７２ｓꎬ当１号和２号楼梯间达到危险状态后ꎬ人员还可通过３号楼梯间进行疏散ꎬ位于２层及以上楼层的老年人在１３４ｓ之前可通过３个楼梯间中的任意一个进行疏散ꎬ１３４~１４２ｓ可通过２㊁３号楼梯间进行疏散ꎬ１４２ｓ后只能通过３号楼梯间进行疏散ꎮ故全楼可用安全疏散时间取为最大值１７２ｓꎮ３㊀结㊀论(１)温度对于起火房间附近以及３号楼梯间影响较大ꎻ能见度对于起火楼层㊁以上楼层以及２㊁３号楼梯间影响较大ꎻ起火房间受烟气层高度的影响最严重ꎬ对其他区域影响不足以对人员疏散构成危害ꎻ火灾产物对于着火房间附近以及１㊁２号楼梯间影响较大ꎬ由于东西向走廊较长ꎬ且 Ｌ 形走廊在拐角处对火灾烟气产生阻碍作用ꎬ只有少部分烟９１４㊀沈阳建筑大学学报(自然科学版)第３９卷气流入３号楼梯间ꎮ(２)计算得到得到老年公寓在火灾时的可用疏散时间最大值为１７２ｓꎬ且３号楼梯间可使用时间最长ꎮ参考文献[１]㊀ＨＡＤＪＩＳＯＰＨＯＣＬＥＯＵＳＧꎬＫＯＹＪ.ＵｓｉｎｇａＣＦＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｓｍｏｋｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｉｎａｂｕｉｌｄｉｎｇ[Ｃ].ＩＥＥＥ:Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅꎬ２００６.[２]㊀ＴＡＮＡＫＡＴꎬＦＵＪＩＴＡＴꎬＹＡＭＡＧＵＣＨＩＪ.Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｉｎｔｏｒｉｓｅｔｉｍｅｏｆｂｕｏｙａｎｔｆｉｒｅｐｌｕｍｅｆｒｏｎｔｓ[Ｊ].Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｊｏｕｒｎａｌｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ￣ｂａｓｅｄｆｉｒｅｃｏｄｅｓꎬ２０００ꎬ２(１):１４－２５.[３]㊀王炜罡ꎬ文虎ꎬ贾勇锋.基于ＦＤＳ的高层居民楼火灾模拟[Ｊ].西安科技大学学报ꎬ２０２０ꎬ４０(２):３１４－３２０.㊀(ＷＡＮＧＷｅｉｇａｎｇꎬＷＥＮＨｕꎬＪＩＡＹｏｎｇｆｅｎｇ.Ｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｂｕｉｌｄｉｎｇｆｉｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＦＤＳ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉᶄａｎｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ４０(２):３１４－３２０.)[４]㊀王维平.医院类高层建筑人员疏散数值模拟研究[Ｄ].广州:华南理工大学ꎬ２０１６.㊀(ＷＡＮＧＷｅｉｐｉｎｇ.Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｖａｃｕａｔｉｏｎｉｎｈｏｓｐｉｔａｌｃｌａｓｓｏｆｈｉｇｈｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓ[Ｄ].Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ:ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１６.) 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基于PyroSim的高大厂房火灾疏散模拟研究
基于PyroSim的高大厂房火灾疏散模拟研究摘要：针对高大厂房复杂的设计特点，结合实际火灾模拟分析工作，以高大厂房中部着火场景为研究对象，应用Pyrosim建立火灾模型，研究火灾发生后烟气流动特性、CO浓度分布、温度分布、可见度等严重影响人员快速逃生因素，得出不同时段火灾厂房的各参数变化情况以及人员安全疏散的极限时间，为日常消防管理及演练提供参考。
关键词：火灾模拟分析; 大空间;烟气蔓延; Pyrosim.1 引言高度大于5m，体积大于10000m3的工业厂房可以看作是大空间建筑［1］,在人员密集型的高大厂房中,一旦发生火灾,在段时间内可能来不及完全疏散从而造成安全事故, 建立厂房火灾和疏散模型,模拟火灾发展过程中的火灾蔓延及烟气流动状态,优化厂房的疏散条件,得出不同情况下人员安全疏散的极限时间，为优化厂房设计和日常安全演练提供参考，可有效减少火灾时人员伤亡，保障人员生命安全。
可以帮助我们更好地了解火灾蔓延和烟气流动的情况，优化厂房的疏散条件，为人员安全疏散提供参考。
通过建立火灾和疏散模型，可以模拟火灾发展过程中的火焰蔓延、烟气传播的路径和速度，以及厂房内不同区域的烟气浓度分布。
这样可以帮助我们评估厂房内火灾蔓延的风险程度，及时采取预防措施来减少火灾发生的可能性。
同时，模拟还可以评估厂房内人员疏散的效果和速度，以确定不同情况下的疏散极限时间。
这样，我们可以根据模拟结果来优化厂房的疏散通道和紧急出口的设计，提供更好的逃生条件和指示装置。
通过模拟火灾和疏散过程，我们可以更好地了解厂房的安全状况，并制定相应的安全演练计划和预案。
这种做法可以最大程度地减少火灾时人员伤亡，保障人员的生命安全。
因此，在厂房设计和日常安全管理中，建立火灾和疏散模型是非常重要的一环。
对于工业建筑火灾烟气的流动特性许多学者已经进行了研究。
刘博，郑伟[2]应用 FDS 软件对某医药厂房的烟气流动和人员疏散进行模拟，但模拟过程表述较少；张璐,李艳丽,刘文华[3]采用PSA方法对核电厂多隔间烟气聚集情况和烟气蔓延路径，得出目标物在发生火灾后的温度变化曲线。
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基于PyroSim的复杂矿井火灾烟气智能控制研究
作者：陈兴吕淑然
来源：《数字技术与应用》2012年第10期
摘要：建立PyroSim模型模拟复杂矿井火灾烟气运动过程，通过大安山煤矿通风系统的应用实例，获得矿井通风网络内风流状态及火灾烟流的分布，对复杂矿井编制应急预案、消防演练、反风实验以及通风优化和评估具有重要参考价值。
关键词：复杂矿井 PyroSim 烟气控制模拟
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0009-02
1、引言
矿山火灾由于其地点的特殊性还是一个比较棘手的问题。
矿井火灾是在井下特殊环境中的特定条件下发生的，燃烧条件、供氧条件、燃烧生成物扩散条件、造成的损失以及扑救方法等与地面火灾均不相同[1]。
火灾发生时，会产生火风压，改变井下风流流向，我国煤矿的重、特大瓦斯事故表明，伴随着煤矿重、特大瓦斯事故的发生，往往会有大量井下人员伤亡。
火灾危害主要是热量、烟气和缺氧这三种因素的作用[2]。
对于多数火灾而言，相对于热量和燃烧造成的伤害，烟气所造成的伤害比例最大。
统计结果表明，火灾中 85% 以上的死亡者是由于烟气的影响，其中大部分是吸入了烟尘及有毒气体昏迷后而致死的[3]。
因此，在矿井火灾时期，迅速准确地掌握矿井通风网络内风流状态及火灾烟流和有害气体的分布，对于现场指挥救灾和合理控制风流具有十分重要的意义。
合理的烟气控制系统需对烟气流动规律有深入的理解。
目前主要的研究方法是通过实体试验和计算机模拟研究[4]。
实体试验研究指的是在特定的空间内，通过检测火场中热和烟气等各项指标，找出其规律性。
它的优点是直观、真实，所得出的数据具有一定的说服力，但是这种方法需要耗费大量的物料，因此成本高，且相同环境的实验结果会有波动，误差较大。
计算机模拟研究主要是通过建立数学物理模型，计算燃烧时的物理参数，可以得到温度和烟气等参数随时空的变化。
国外在这方面已经取得一定的成果。
该方法的优点是成本低，可操作性强，修改实验参数方便，但是编制程序需要一定的实验数据做支持，且结果的可靠性与所编制程序直接相关[4]。
随着高能、快速CPU计算机资源的不断增加，用火灾场模型来模拟真实火灾场景越来越受到重视。
本文采用PyroSim软件，对设有排烟道的矿井发生火灾时的烟气蔓延特性及烟气控制效果进行动态模拟。
2、PyroSim简介
PyroSim是美国的Thunderhead engineering公司开发的火灾模拟（FDS）前处理和后处理软件，它是在FDS的基础上发展起来的辅助软件[5]。
由美国国家技术标准局（ NIST ）研究发展的FDS（ Fire Dynamics Simulator ）程序是专门解决火灾动力学发展的大涡模拟通用程序。
它以独特的快速算法和适当的网格密度，可以较为快速准确地分析复杂的三维火灾问题[6]。
它是将被研究的试验空间分成许多小单元（就像数码相片是由几百万像素组成一样），每个单元都遵循质量、动量、反应生成物和能量守恒定律。
通过燃烧可燃道具来模拟火灾的发展，用 FDS 程序来计算密度、燃烧速率、温度、压力和烟气浓度等。
在FDS中，模型材料选取要靠编程完成，程序包括各种参数，工作量非常大，很容易出错。
鉴于以上原因，本文中我们用PyroSim软件进行建模，解决了FDS建模难的问题。
在PyroSim软件中可以布置各种探头位置和选取各种常用材料，材料选定后，其大部分参数已经给出，研究者只需要根据不同的模拟环境修改部分参数，使得工作量大大降低，同时提高了效率。
PyroSim最大的特点是提供了三维图形化前处理功能，可视化编辑的效果，能够边编辑边查看所建模型，把用户从以前FDS建模的枯燥复杂的命令行中解放了出来。
在PyroSim里面不仅包括建模、边界条件设置、火源设置、燃烧材料设置和帮助等，还包括FDS/smokeview的调用以及计算结果后处理，用户可以直接在PyroSim中运行建模型。
3、烟气模拟
运用FDS的辅助建模工具PyroSim对某矿井火灾进行建模。
3.1 场景几何模型
由于实际矿井巷道繁多复杂，如果按照实际结构建模，网格数量太大，不利于建模分析，为了方便建立模型和进行模拟分析，本文选择矿井的局部发生火灾来对烟气的运动状态进行模拟，如图1，设定巷道的宽和高均为4m*4m，巷道1和巷道2的长度均为100m，巷道3的长度为50m（见图1）。
3.2 模拟条件
（1）火灾规模：30MW；火灾源几何尺寸：1m*1m；火灾源位置：位于巷道1入口地面25m处。
（2）t=0时，巷道内平均温度：5℃；巷道内纵向风速：2m/s并且忽略自然风阻力等一切阻力。
3.3 划分网格
在 PyroSim 模拟中网格生成的数量与质量将直接影响着问题的收敛以及数值解的精度。
本文经过多次模拟分析，逐渐加密网格，最终确定巷道1、2、3网格参数为1.0m*1.0m*1.0m，该网格有4000个小单元。
4、模拟结果及分析
本文中所建模型经过运行分析，得到巷道1的入口27m和80m处，以及由巷道1进入巷道2的A门处的烟层高度的波形图；A门以及B门处的热流量分布波形图。
分析结果如下：
4.1 烟层高度
图1为烟层高度的波形图，layer zone 01代表巷道1入口27m处的烟层高度；layer zone 02代表A门；layer zone 03代表巷道1入口80m处的烟层高度（见图2）。
由图可知，01由于在火源处2m的地方，离火源较近，烟层高度迅速到达巷道顶部，火势稳定后，烟层高度保持在3.5m～4.0m之间；02紧邻A门，烟到达02时高度为最高4.0m，由于A门高度为3m，烟有一部分要经过A门排出，高度降低，此后烟层高度保持1.0m～2.5m 之间；03距离火源远，距离B门近，烟到达03时高度为最高4.0m，将进入巷道2时由于门的高度限制，并且通风口和排风口在一条直线上，排烟较快，因此烟层由4.0m迅速降低并保持在1.1m～1.4m之间，排出巷道。
总之，烟层的高度较高，不利于人员逃生。
本文模拟了两种措施，一种是加大风速，通过模拟运行结果得知即便加大了风速，在A门和B门附近的烟层高度依然不理想，另一种措施是利用反风来迅速排出烟雾，矿井反风是矿井救灾灭火的重要措施之一，而在条件具备时，采用局部通风机实施局部反风同样是矿井救灾灭火的一个重要途径。
局部反风技术所需设备少，通过调整预设的反风风门开关状态，在巷道2和3的主要通风机保持正常运行的情况下，实现采区内部巷道和采煤工作面风流方向反向，使火灾烟流直接反向流入采区回风巷。
操作方便，安全可靠，火灾风流方向改变迅速，能很快限制火灾扩大范围。
反风前后的风流示意图也如图1，箭头方向表示原风流方向，红色箭头为反风后的方向。
采用局部反风技术前后的烟流状态对比（如图3），
根据局部反风技术，在巷道2和3的风机保持正常运行的情况下，我们把最左边如图所示风机反转，并使其风速为3m/s，通过建立的新模型运行之后我们发现烟层高度在1.6m～2.2m 之间，高度较合理，图3可以看出，在采用反风前，烟雾从A门和B门流入巷道2和3，而之后的烟雾只在巷道1利用风机排出，不经过巷道2和3，在这种情况下既能使烟雾迅速排出，又可以使人员安全撤离，烟流得到良好的控制（如图4）。
4.2 热流量分析
图3为热流量的波形图，其中左图代表A门的热流量变化情况；右图代表B门的热流量变化情况。
由图知，A门和B门的热流量都是从0开始迅速攀升，均在6500kW～8000kW之间，数值较大。
其中A门在火势开始热流量较大，火势平稳后，热流量也均匀通过；B门距离火源较远，热流量呈累积状态，没有大的波动，直至热流量呈均匀通过状态。
可见井下人员会受到致命伤害。
采取局部反风技术后，通过A门B门的热流量明显降低（如图5）。
5、结语
本文在分析有关复杂矿井火灾烟气发生、发展过程规律的研究成果基础上，运用PyroSim 软件对3条巷道进行建模分析，并采用局部反风技术在模型中对烟流进行控制，模拟出火灾烟气的总体流动和分布状况，得到火灾烟层高度以及热流量的分布趋势。
得到如下结论：（1）当火灾发生在采区时，采用局部反风技术来控制风流有明显的优点，如操作简单、速度快，应加强对局部反风重要性的认识，定期进行局部反风试验；（2）PyroSim软件在工程中的实际应用还有许多强大的功能，随着PyroSim软件在火灾科学领域应用范围越来越广，必将成为火灾研究人员的得力助手。
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