火灾场景计算分析及结果运用

　　根据计算结果确定或者和修改完善设计，对于上述火灾场景下能否达到设定的设计目标进行分析评价。若设计不能满足设定的消防安全目标或低于规范规定的性能水平，则需要对其进行修改与完善，并重新进行评估直至其满足设定的消防安全目标为止。

　　一、用于分析计算结果的判定指标

　　(一)人员生命安全判定准则

　　火灾对人员的危害主要来源于火灾产生的烟气，主要表现在烟气的热作用和毒性方面，另外对于疏散而言烟气的能见度也是一个重要的影响因素。所以在分析火灾对疏散的影响时，一般从温度、毒性气体的浓度、能见度等方面进行讨论。通常情况下人员疏散安全判据指标如下表4-3-6-1所示：

　　表4-3-6-1 人员疏散安全判据指标

　　项 目 人体可耐受的极限

　　能见度 当热烟层降到2m下时，对于大空间其能见度临界指标为10m

　　使用者在烟气中疏散的温度 2m以上空间内的烟气平均温度不大于180℃;当热烟层降到2.0m下时，持续30分钟的临界温度为60℃

　　烟气的毒性 一般认为在可接受的能见度的范围内，毒性都很低，不会对人员疏散造成影响(一般CO判定指标为2500ppm)。

　　注：表中指标来源于2006年12月《中国消防手册》第三卷P726。

　　(二)防止火灾蔓延扩大判定准则

　　为减少火灾时财产损失和降低对工作运营的影响，消防设计主要是通过采用一系列消防安全措施控制火灾的大面积蔓延扩大来实现的。造成火灾蔓延的因素很多，如飞火、热对流、热辐射等。对于相邻建筑物之间的火灾蔓延，防火设计规范通过要求一定的防火间距来进行控制，而对于同一防火分区内的火灾蔓延则没有明确的规定。在性能化的分析中，不论是同一防火分区内的火灾蔓延，还是相邻建筑物之间的火灾蔓延，都是在一定的设定火灾规模下通过控制可燃物间距，或在一定间距条件下控制火灾的规模等方式来防止火灾的蔓延。性能化分析中通常采用辐射热分析方法，来分析火灾蔓延情况。

　　火灾发生时，火源对周围将产生热辐射和热对流，火源周围的可燃物在热辐射和热对流的作用下温度会逐渐升高，当达到其点燃温度时可能会发生燃烧，导致火灾的蔓延。

　　根据澳大利亚建筑规范协会出版的《防火安全工程指南》提供的资料，在火灾通过辐射蔓延的设计中，当被引燃物是很薄很轻的窗帘、松散地堆放的报纸等非常容易被点燃的物品时临界辐射强度可取10kW/m2;当被引燃物是带软垫的家具等一般物品时临界辐射强度可取20kW/m2;对于5cm或更厚的木板等很难被引燃的物品临界辐射强度可取40kW/m2。如果不能确定可燃物的性质，为了保守起见临界辐射强度取10kW/ m2。

　　(三)钢结构防火保护判定准则

　　火灾下钢结构破坏判定准则可分为构件和结构两个层次，分别对应局部构件破坏和整体结构破坏。一般来说，其判定准则有下列三种形式：

　　(1)在规定的结构耐火极限时间内，结构或构件的承载力Rd应不小于各种作用所产生的组合效应Sm，即

　　Rd≥Sm (4-3-6-1)

　　(2)在各种作用效应组合下，结构或构件的耐火时间td应不小于规定的结构或构件的耐火极限tm，即

　　td≥tm (4-3-6-2)

　　(3)火灾下，结构极限状态时的临界温度Td应不小于在规定的耐火时间内结构所经历的最高温度Tm，即

　　Td≥Tm (4-3-6-3)

　　上述三个要求本质上是等效的，进行结构抗火设计时，满足其一即可。

　　如采用临界温度法验证钢结构防火安全性，判定指标可采用日本耐火安全检证法提供的临界温度指标，即Td =325℃。

　　二、计算结果分析

　　(一)烟气模拟分析

　　烟气模拟分析需要首先在软件中输入计算参数，一般火灾模拟需要输入的参数包括：

　　①模型场景物理模型;

　　②边界条件;

　　③定义火源;

　　④定义消防系统。

　　烟气模拟分析可以得到烟气运动规律和模拟空间的环境参数指标，经常用到的参数包括：

　　①烟气的温度;

　　②烟气的能见度;

　　③烟气的毒性;

　　④气体流速;

　　⑤辐射强度。