消防安全指南：消防安全評估煙氣運動區域模型方法

1 一般規定

    區域模型用于模擬分析火災煙氣的運動。區域模型中通過輸入建筑物參數、火災荷載、火災場景和消防設施設備等，得到關于煙氣運動的煙氣層厚度、煙氣層溫度和煙氣運動速度等信息。

2 輸入信息

    包括：

    ——建筑物參數（地板和頂棚面積、房間高度、房間開口位置和尺寸）；

    ——火災荷載（建筑內儲物和室內裝修材料的熱化學性能、熱物理性質）；

    ——設計火災熱釋放速率和火源位置；

    ——設施設備參數（火災探測器、排煙設備參數等）。

3 輸出信息

    包括：

    ——煙層厚度；

    ——煙氣層溫度；

    ——開口的流速；

    ——煙密度和耗氧量。

4 結果應用

    區域模型適用于預測煙氣的充填以及火災的發展，包括達到轟燃的時間，其結果可直接用于應急救援模型、火災探測模型、結構響應模型等。

5 區域模型的局限性

    使用區域模型時需要考慮到模型是否適合設計的火災場景，如房間的長、寬、高比值，房間高度和地面面積等。

7.4 場模型方法

7.4.1 一般規定

    場模型可用于模擬分析火災的煙氣運動。該類模型利用數值計算方法將計算區域劃分為互相關聯的大量小體積單元，根據質量守恒定律（連續性方程）、動量守恒定律（Navier-Stokes方程）、能量守恒定律（能量方程）以及化學反應定律，在體積單元之間建立相互關聯的方程組，求解質量方程、動量方程和能量方程，可得出對煙氣移動的預測評估。

7.4.2 模型預測法

    場模型預測法可對計算域中每個體積單元的速度、溫度、燃料和氧化劑及燃燒產物的濃度和壓力等進行預測，還可預測開口部的煙氣質量流量，以及通過固體邊界的對流熱和輻射熱。

7.4.3 計算結果的驗證

    對每個數值解進行工程適用性判斷前，應對其收斂性進行分析。數值解相對于網格精細程度的敏感性同時也需要得到檢驗。

7.4.4 消防安全評估的工作模式

    應用場模型分析火災煙氣運動時，應首先對其模型、求解方法進行科學評價和驗證，保證分析結果合理可信。

7.5 試驗方法

    試驗方法在消防安全工程中承擔著重要的作用，可以利用縮尺寸試驗和熱煙試驗（見GA/T999-2012）、實體火災試驗等對煙氣運動進行預測及評估。當采用試驗方法對火災煙氣運動進行研究時，可依據GB/T31540.2-2015給出的指南實施。