文章编号:1009-6094(2023)04-1079-06风速对高层全开口楼梯间烟气蔓延的影响*战乃岩，苗盼，毛开宗，蔡宗佑(吉林建筑大学应急科学与工程学院，长春130118)摘要:采用BIM和Pyrosim火灾模拟软件，建立火灾模型，针对不同火灾场景烟气蔓延特性及温度、CO质量分数分布规律进行研究，剖析不同风速对全开口楼梯间烟气蔓延特性的影响。结果表明:火灾发生时，风速一定的情况下，随着楼梯间开口数量的增多，烟气蔓延高度增加，但温度和CO质量分数逐渐降低，有效降低了人员疏散的危险性;当开口数量一定时，风速的存在会提高楼梯间烟气温度，改变楼梯间内烟气运动轨迹，使烟气在底层及楼梯间出口处大量聚集，增大人员疏散难度。研究结果可为高层建筑预防火灾蔓延、合理设计人员疏散路径、保证人员疏散安全提供参考。关键词:安全工程;高层民用建筑;风速;火蔓延特性;模型模拟中图分类号:X596文献标志码:ADOI:10.13637/j．issn．1009-6094.2021.2289*收稿日期:2021－12－16作者简介:战乃岩，教授，博士，从事火灾防控技术研究、污染防控研究，velon0066@sina．com。基金项目:长春市科技发展计划项目(21ZY46)0引言火灾发生情况下，有毒烟气比火灾本身对人的生命安全构成的威胁更大，烟气因其流动性可以迅速扩散至建筑物各个楼层。烟气在上升的过程中由于热烟的膨胀而产生浮力，且由于热烟较周围空气轻，烟气与周围空气的密度差使烟雾上升，在热源附近产生较低的压力。因此，当热源位于建筑物内部时，在建筑物内会形成相对较高和较低的压力区，使建筑物底部吸入新鲜空气以增强火势，这种现象称为“烟囱效应”［1］。而一旦发生火灾，高层建筑中的竖井通道内的“烟囱效应”尤为明显，其由于火势传播速度快、疏散救援和消防灭火难度大成为火灾救援的重难点。因此，掌握楼梯间的烟气温度分布、流动特性及影响因素，对火灾情况下人员的疏散至关重要。国内外学者针对建筑楼梯间及窗口火灾烟气蔓延进行了研究。1977年，Benjamin等［2］首次研究了风对火灾烟气蔓延的影响，结果表明风是建筑中空气运动的主要原因，风或堆栈效应所造成的压力差远远大于由火灾产生的烟气与环境空气之间的浮力所造成的压力差。2014年，Shi等［3］第一次建立12层的比例建筑模型，通过改变打开窗的高度，研究了应急楼梯中的烟雾运动机制。结果表明，火焰的热释放速率和打开的窗口位置对湍流引起的第一阶段和堆叠效应引起的第二阶段的持续时间有显著影响;当楼梯中所有的窗户都关闭时，只由湍流混合...
