文 献 综 述一.选题的目的、意义和研究现状

选题的意义： 随着我国社会和经济的快速发展，城市步伐不断加快，城市规模不断扩大, 大量新型、大型复杂的现代建筑迅速涌现。其中大型商业建筑，如商场和购物 中心，已经成为20世纪末以来的重要建筑类型。 与传统建筑相比，大型商业建筑在使用功能、建筑材料、结构形式等方面存 在着许多不同旦发生火灾，火势蔓延迅速，人员疏散和扑救较为困难。消 防安全设计的主要目标之一是保护人员生命安全和财产损失，而烟气是建筑火 灾中造成人员伤亡和财产损失的主要原因，因此，建筑内防排烟系统设计的合 理性直接关系到建筑防火设计的成败，现行规范规定的原则方法难以完全适应 大型商业建筑的需要。

防排烟的概述：防排烟系统指高层民用建筑的防排烟设施主要包括防烟楼梯间及前室、消防电梯前室、合用前室、封闭楼梯间、避难层（间）等场所设置的防烟设施，地下室、内走道、中庭、无窗或设有固定窗房间等部位设置的排烟设施，防烟分区之间的挡烟垂壁等。防排烟设施是高层民用建筑保障人民生命财产安全不可缺少的消防安全设施。都是由送排风管道、管井、防火阀、门开关设备、送、排风机等设备组成。 防烟系统设置形式 楼梯间正压。机械排烟系统的排烟量与防烟分区有着直接的关系。高层建筑的防烟设施应分为机械加压送风的防烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。高层建筑的排烟设施应分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。

研究目的： 本选题针对大型商业建筑的特点，开展适用的防排烟系统设计方法研究，利 用性能化防火设计方法，提出适合于大型商业建筑的防排烟设计基本要求和设 计方法，为消防设计、消防监督人员提出合理的防排烟设计方案和方法，为将 来制定针对大型商业建筑的设计规范提供研究基础。 从理论上讲，对建筑防排烟系统 设计方法开展研究，解决了目前规范，即”规格式”规范的不足一对商业建筑 无针对性，未能考虑建筑特征、火灾特点、人员构成特点，也就难以应对烟气 的流动规律，其设计效果难以得到保证。本选题是对性能化设计理念在防排烟 系统设计方面的一个探索和尝试，必将为提高此类建筑的防火安全水平，丰富 我国性能化设计方法在现代化建筑设计的应用做出贡献，有益于推动相关性能 化标准、法规的建立。

研究现状： 目前，国内外研究烟气流动规律的方法主要有：实尺寸实体实验研究；缩小 比例模拟实验研究；计算机模拟研究。而由于实尺寸实体实验研究实验费用高昂、 模拟工况有限、实验的可重复性较差等特点；缩小比例模拟实验研究在定量上还 存在较大的误差，有待近一步改善的现状，大多数研究都采用了计算机模拟M。计算机模型根据不同的数学模型和假设条件大致可以分为三类：场模型（Field Model)、区域模型（Zone Model)、网络模型（Network Model) 大空间建筑烟气控制研究领域中，美国所作的工作最为广泛、深入在美国 供热制冷空调工程师协会（ASHRAE)和国家消防协会（National Hre Protection Association NFPA)及众多的高校和研究机构的大量实验研究基础上，美国国家消 防协会于1991年出版了《购物中心、中庭及大空间烟气控制系统设计指南 (NFPA92B)》（以下简称NFPA92B)^。NFPA92B对大空间建筑火灾的烟气运动的基本物理模型、烟气控制的方法和要求等作了说明，给出了轴对称羽流、阳台羽 流、窗户羽流的质量卷吸公式，在一些试验的基础上，给出了计算烟气层界面高 度、烟气的产生速率、补充空气量的一些半经验公式。对设置排烟系统的大空间 提出补风要求，对补风速度作了说明。另外，加拿大、英国、澳大利亚、日本、 新西兰、瑞典、香港等国家及地区也在此领域中作了积极的研究并取得了大量的 成果例如英国建筑研宄所（BRE)消防研究中心颁布了中庭建筑烟气控制设计 方法，对中庭内的烟气控制方法和排烟措施进行了总结澳大利亚在中庭烟气管 理系统中较多采用自然排烟系统，在工程设计和实际应用中具有丰富的实践经验 和研究成果。日本在中庭火灾研究中采用的区域模型独树一帜赵声萍，2002)。 香港理工大学的Wan.K.Chow首先提出了体形系数（A/H2)的概念，指出烟气填 充过程除了与中庭体积有关之外，还与中庭的体形系数密切相关 由于经济水平的约束，我国对大空间建筑的研究起步较晚，在大空间烟气管 理系统这一领域的科研及实践应用均落后于美、日等发达国家的研究水平目前国内还没有形成较完善的针对大空间建筑的消防设计和烟气控制管理的规范或指 南，只能在部分建筑防火规范中找到一些条款，其中机械排烟系统设计仍采用已 被国外摒弃的换气次数方法。近几年，在国家的支持下，许多研究工作者也积极 开展大空间烟气流动和控制研究。例如，霍然、李元洲等人重点对大空间火灾烟气自然填充条件下烟羽流的发展、烟层的沉降及烟气温度的时间变化规律进行研究。李元洲通过火灾模拟试验总结了补风口位置对大空间建筑排烟效果的影响。 刘芳、胡斌等以NFPA92B为基础，研究了大空间烟气控制方法和大空间烟气系统 的设计计算方法1^(刘方、胡斌等,2000)。霍然、周允基、王国栋等(2004)采用热烟 测试方法对香港旺角豪坊中庭（高60m，容积约137000m3)的烟气控制系统进行 安全性评价，指出热烟测试手段是一种较好的对建筑排烟系统进行有效性评估的方法。从以上可以看出，对大空间火灾烟气控制已有了一些研究，也出现了一些设计要求，但其防排烟设计是否合适尚需通过大量的现场试验数据来验证。对于大 空间建筑烟气控制系统的补风要求也有待深入研究，特别是补风口风速过大影响火焰偏转，补风口面积、位置影响烟气排出效果等问题值得进一步讨论。

参考文献

[1] 中华人民共和国公安部．GB50016－2014 建筑设计防火规范．

[2] 商店建筑设计规范 GBJ 48－2014

[3] 李引擎主编．建筑防火性能化设计．化学工业出版社，2005

[4] 李引擎主编．建筑防火工程．化学工业出版社，2004