本文运用火灾动力学FDS模拟软件，以某大型室内体育场馆为例，进行大空间建筑火灾场景数值模拟研究。论文研究在自然排烟系统中，环境风速、排烟口开口面积这两个主要因素对自然排烟效果的影响，并分析布置在1.8m高度和12m高度的测点温度、烟气浓度变化情况。研究结果表明：风压对自然排烟效果影响显著，在烟气层高度超过窗口上沿时风压不利于自然排烟，风速越大效果越差，并得到体育馆的自然排烟失效的临界风速；另外，开口面积对自然排烟效果也有影响，所有窗口开启时，比只开启迎风面与侧风面窗口时更有利于自然排烟，且随着风速增加而愈加明显。本文的研究结果可为大空间建筑的建筑形式及自然排烟系统的设置提供参考依据。

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研究目的和意义

目前，有关自然排烟的研究大多集中在无风条件下，且多为室内烟气扩散的分析研究。实际建筑火灾中，建筑物一般都处于有风环境下，烟气能否有效地排出，对建筑内人员的生命安全至关重要。而现有相关规范中风压对大空间建筑自然排烟的影响没有具体的说明和指导，有关工作也只对单一的风速进行分析，或在设置的单一的排烟口下进行分析，仅有少数学者对不同排烟口设置方式做了定性的研究，缺乏对有风条件下的自然排烟过程进行系统的分析与研究。排烟口开口方向、开口面积等因素对自然排烟效的影响也缺乏相应的理论与实验研究结果的支撑。所以，进一步研究有风条件下自然排烟规律，从整体上开展环境风压条件下大空间建筑自然排烟研究十分必要。

本文通过研究风压条件下大空间建筑自然排烟的烟气流动，以不同外界风速下对烟气流动规律的影响作为重点研究，通过分析不同位置点的温度、烟气浓度和压力变化，提出大空间建筑自然排烟应用条件以及自然排烟口布置方案。本研究可为大空间建筑自然排烟系统的设置及有关规范的完善提供参考，也会对我国火灾科学研究水平的提高和消防安全科技的发展有所帮助。

研究内容

随着我国大空间建筑的日趋增加，火灾数量也随之增加，如何有效的控制火灾烟气成为棘手问题。本文分析大空间建筑的结构特点和火灾时烟气流动特性，介绍了常见的排烟方式及其各自特点，并主要针对大空间建筑自然排烟方式进行研究。根据自然排烟动力理论，详细说明了风压作用下对其排烟效果的影响，介绍了临界失效风速的概念。以某大型室内体育馆为研究对象，利用FDS软件，建立体育馆模型，分别模拟研究无风状态下和有风状态下的自然排烟过程中的烟气流动。通过对不同环境风速、不同开窗面积（所有窗口全部开启、在迎风面和背风面的窗口开启）条件下的场馆内火灾自然排烟过程开展模拟，获得不同条件下特殊点的温度和烟气浓度分布变化数据，通过数据对比，分析不同模拟条件对自然排烟效果的影响。