A Study on Thermal Environment and Fire Safety in Buildings with Large Space

大空间建筑热环境与消防安全研究

基本信息

  • 批准号:
    07555181
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    1995
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1995 至 1997
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The outer-wind influences strongly on a thermal environment and an early stage of fire in large buildings with large openings (ex.atrium and cavity space). This study investigates the thermal environment and the early stage of the fire in those buildings by some model experiments with scaling-law and full-scale field experiements. Additionally, in order to examine the validity of a normal k-epsilon turbulence fire model, these experimental results are analyzed by it numerically. From these discussions, it presents the valid design method to the problem of fire in buildings. Conclusions are as follows. (1) The model experiment with scaling law can be used to predict, in an approximate manner, the early stage of the fire in the atrium with large openings. (2) From the model experiments, the process of the stage of fire changes strongly according to the differences of the size of the area, the outer-wind direction and velocity. (3) From the full-scale experiments, the size of opening area at bottom of cavity space has considerable effects on heat and smoke movements in it. (4) The computational air flow and temperature in the cavity space by using the standard high-Reynolds number k-epsilon model are locally higher than the experimental results, because the computational results by the model with Boussinesq approximation overestimate the highly-buoyancy flows. On the whole, however, the trends and averages of the calculated results generally correspond to the experiemental results when the proper amount of heat convection element from heat source to its surrounding air is known.
室外风对具有大开口(如中庭和空腔空间)的大型建筑的热环境和早期火灾有很大的影响。本文通过缩尺模型实验和现场实尺实验,对这些建筑物的热环境和火灾早期进行了研究。此外,为了检验正态k-ε湍流火灾模型的有效性,对实验结果进行了数值分析。通过这些讨论,提出了解决建筑火灾问题的有效设计方法。结论如下。(1)采用缩尺律模型实验可以近似地预测大开口中庭火灾的早期阶段。(2)从模型试验中可以看出,火灾阶段的发展过程因区域大小、外围风向和风速的不同而发生强烈的变化。(3)从全尺寸试验结果来看,空腔底部开口面积的大小对空腔内的热量和烟气运动有较大的影响。(4)由于Boussinesq近似模型计算结果高估了空腔内的高浮力流动,因此采用标准高雷诺数k-k-ε模型计算空腔内的气流和温度局部高于试验结果。但总的来说,当热源与周围空气之间的对流换热量一定时,计算结果的趋势和平均值与实验结果基本一致。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
清水 芳樹: "ボイド空間を有する建築物の初期火災性状に関する研究(その2)" 日本建築学会東海支部研究報告集. 第36号. 453-456 (1998)
清水芳树:《具有空隙空间的建筑物的初期火灾行为的研究(第2部分)》日本建筑学会东海分会研究报告第36. 453-456号(1998年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Masaki, H.Nagai, T.Yutani, Y.Shimizu and K.Aburano: "A Study on Early Stage of Fire in Buildings with Large Cavity Space Part3" Proceedings of Architectural Institute of Japan, Tokai. No.36. 457-460 (1998)
T.Masaki、H.Nagai、T.Yutani、Y.Shimizu 和 K.Aburano:“大空腔建筑早期火灾研究第 3 部分”日本建筑学会论文集,东海。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
正木 誉子: "ボイド空間を有する建築物の初期火災性状に関する研究(その3)" 日本建築学会東海支部研究報告集. 第36号. 457-460 (1998)
Takako Masaki:“具有空隙空间的建筑物的初始火灾行为的研究(第3部分)”日本建筑学会东海分会研究报告第36. 457-460号(1998)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
辻本誠: "一部に開口のある空間での煙流動に関する模型実験" 日本建築学会構造系論文集. 第488号. 153-160 (1996)
Makoto Tsujimoto:“部分开口空间中烟雾流动的模型实验”日本建筑学会结构工程学报第 488 期。153-160(1996 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
佐々木 真人: "外気風影響下でのアトリウムにける煙流動模型実験(その3)" 日本建築学会大会学術講演梗概集. A-2. 115-116 (1996)
佐佐木正人:“室外风影响下中庭的烟流模型实验(第3部分)”日本建筑学会会议学术讲座摘要A-2(1996)。
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  • 资助金额:
    $ 5.82万
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 5.82万
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