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摘 要

本次论文研究南京工业大学逸夫图书馆的消防安全性，以实地测量和调查获取的数据为基础，根据图书馆建筑平面图，按照等比例建立模型。运用火灾模拟软件Pyrosim，模拟消防系统失效情况下图书馆发生火灾时各因素的变化情况，分析温度、能见度、CO浓度和烟气层高度对危险状态来临的影响。在综合考虑多个火灾特性参数后，得出了该建筑在不同的火灾场景下的危险来临时间，也就是可用安全疏散时间。

运用人员紧急疏散软件Pathfinder，根据实际情况添加障碍物和人员数建立疏散模型，分别在Steering模型和SFPE模型中进行模拟发生火灾时的人员疏散情况，得出人员安全疏散的所需时间。比较危险来临时间即可用安全疏散时间ASET和所需安全疏散时间RSET，综合分析，评估图书馆消防安全性。

关键词：火灾模拟 Pyrosim Pathfinder 安全疏散

Fire safety simulation and performance-based assessment of Shaw Library of Nanjing Tech University——Team project "Jiangpu Campus Library fire protection system design and simulation of fire risk assessments"

ABSTRCT

According to Shaw Library of Nanjing Tech University, a full-size model will be established in accordance with the data which were obtained by field measurements and surveys.Using fire simulation software Pyrosim simulated various factors’ changes in extreme cases when fire happened.The thesis analysis how temperature,visibility, carbon monoxide concentration and the smoke layer height impact the advent of the dangerous state. After considering multiple fire parameters, the building danger comes time under different fire scenarios will be concluded,which is the available safety evacuation time.

Using the staff emergency evacuation software Pathfinder,where adding the number of persons and obstacles based on the actual situation to establish evacuation model and simulate fire personnel evacuation when the situation in Steering model and SFPE model,the required safety evacuation time will be obtained.Compare the available safety evacuation time (ASET) to the required safety evacuation time (RSET). The result of comprehensive analysis is to assess the fire safety library.

Keywords: Fire simulation; Pyrosim;Pathfinder; safe evacuation

目录

摘要 I

ABSTRCT II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 图书馆火灾案例 1

1.1.2 图书馆火灾危险因素 1

1.2火灾风险评估 2

1.2.1 国外的研究现状 2

1.2.2 国内的研究现状 3

1.2.3 火灾风险评估的意义 4

第二章 火灾模拟技术的介绍 5

2.1 火灾发展过程的计算机模拟 5

2.2 人员疏散的计算机模拟 6

2.3 Pyrosim软件的选取 8

2.3.1 Pyrosim的选取依据 8

2.3.2 火灾危险来临的判断依据 8

2.4 Pathfinder 软件的选取 9

2.4.1 Pathfinder的选取依据 9

2.4.2 两种疏散模型的对比 10

2.5 图书馆基本概况 10

第三章 FDS火场模拟 14

3.1 第一阅览室建模 14

3.1.1 建立网格 14

3.1.2 实体绘制 14

3.1.3 测量设备的设置 16

3.2 图书馆1至3楼中庭建模 16

3.2.1 建立网格 16

3.2.2 实体绘制 17

3.2.3 测量设备的设置 18

3.3 火灾场景 19

3.3.1 火灾场景设定 19

3.3.2 火灾功率的确定 20

第四章 火灾模拟结果分析 22

4.1 第一阅览室 22

4.1.1 火灾功率 22

4.1.2 火场温度 22

4.1.3 火场烟气 23

4.1.4 能见度 24

4.1.5 一氧化碳浓度变化 25

4.1.6 FED毒性 26

4.1.7 第一阅览室火灾模拟总结 27

4.2 中庭 27

4.2.1 火灾功率 27

4.2.2 火场温度 28

4.2.3 火场烟气 28

4.2.5 中庭火灾模拟总结 29

第五章 人员疏散模拟 30

5.1 基础建模 30

5.1.1 房间的绘制 30

5.1.2 楼梯的绘制 31

5.1.3 待疏散人员的绘制 32

5.2 软件模拟 33

5.2.1 模拟前参数设置 33

5.2.2 STEERING模型疏散模拟 34

5.2.3 SFPE模型疏散模拟 35

5.3 人员疏散模拟总结 36

第六章 结论 39

6.1 结果对比 39

6.1.1 第一阅览室 39

6.1.2 整个图书馆 39

6.1.3 结论 40

6.2 建议 40

总结语 41

参考文献 42

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 图书馆火灾案例

近年来，高校图书馆不断得到扩建，规模越来越大，图书馆是师生频繁出入的主要场所之一，内部电气设备齐全，人员相对集中，同时收藏着大量的书籍资料，火灾荷载大，容易发生火灾，造成严重的损失。

1991 年2 月13 日，福建省建筑专科学校图书馆发生火灾，烧毁大量书籍资料，损失达36 多万元。1995年1 月13 日，日本清漱市中央图书馆发生火灾，造成9 万册图书被毁，该图书馆被迫停止开放。2003 年3 月2 日，埃及亚历山大图书馆由于电线短路引发火灾，至少35人受伤。2004 年9 月2 日，世界文化遗产魏玛安娜·阿玛丽娅公爵夫人图书馆遭受灭顶之灾，万卷古籍善本被付之一炬，损失惨重^[1]。2006年4月30日，齐默尔曼图书馆地下藏书室发生火灾导致3万件馆藏损毁，不少拥有100多年历史的拉丁文资料化为灰烬。2015年1月30日，莫斯科第二大图书馆发生大火，虽无人员伤亡，但焚毁大量珍贵古籍和政治资料。如此多的火灾案例警示我们更加重视图书馆火灾危险性和安全疏散问题。

1.1.2 图书馆火灾危险因素

危险是由人的不安全行为和物的不安全状态构成。图书馆的危险因素有四个方面，其中，人的因素、管理因素是人的不安全行为，机器因素、材料因素、环境因素是物的不安全状态。

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