木结构文物建筑火灾蔓延特性研究
发布时间：2023-12-24 11:54
北京市拥有很多文物建筑,但由于它们大多数为木结构,火灾荷载量大,耐火等级低,当建筑着火时,火势蔓延速度快,消防扑救工作非常困难。因为文物建筑多是原生性、不可复建性的,采用实验的方法研究其火灾蔓延特性不太现实,因而,研究者通常使用计算机模拟的方法。由于文物建筑木材的热解参数与普通木材相比具有较大的差异,所以只有采用文物建筑木材的热解参数才能使模拟结果具有可信度与真实性,为此本文做了下工作:?(1)通过釆集木结构文物建筑的木材修缮材料,利用木材热重实验求得不同热解阶段的动力学拟合方程及其热解参数,探究了文物建筑木材的热解反应动力学参数与普通木材的差别,为木结构文物建筑火灾的仿真模拟提供科学可靠的依据。(2)本文经过调研文物建筑的火灾荷载,分析了文物建筑室内的火灾危险性与火灾发展过程,建立了典型木结构文物建筑仿真模型,并应用火灾模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulation)探究了木结构文物建筑火灾蔓延特性及其影响因素。(3)本文研究了不同火源位置、通风条件、木材热解参数等对木结构文物建筑火蔓延过程的影响,得到了火灾蔓延过程中建筑内部温度、能见度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 文物建筑火灾危险性
1.2.1 文物建筑的分类及结构特点
1.2.2 文物建筑的火灾危险性
1.3 国内外研究现状
1.3.1 木材热解动力学研究现状
1.3.2 木结构文物建筑火灾研究现状
1.4 研究方法与技术路线
1.4.1 现阶段存在的问题
1.4.2 研究方法
1.4.3 技术路线
第2章 文物建筑火灾荷载及火灾发展过程
2.1 引言
2.2 火灾荷载
2.2.1 热值
2.2.2 火灾荷载密度及其确定方法
2.3 木材热解、着火及火蔓延过程
2.3.1 木材的热解温度
2.3.2 木材表面火蔓延模型
2.4 文物建筑室内火灾发展的过程
2.4.1 火灾的发生与蔓延
2.4.2 轰燃
2.4.3 火灾向起火房间外的蔓延
2.5 文物建筑火灾蔓延的影响因素
2.5.1 可燃物性质(木质)
2.5.2 通风条件
2.5.3 起火位置
2.5.4 建筑间距
2.5.5 室内火灾类型与热释放速率
2.6 小结
第3章 文物建筑的火灾危险性分析
3.1 引言
3.2 文物建筑火灾危险性
3.2.1 火灾荷载量大
3.2.2 火灾蔓延速度快
3.2.3 易形成大面积燃烧
3.2.4 火灾扑救比较困难
3.3 室内烟气的性质与流动
3.3.1 烟气的组成
3.3.2 烟气流动的主要阶段
3.4 文物建筑室内火灾蔓延特性参数
3.4.1 温度
3.4.2 热释放速率
3.4.3 烟气浓度与能见度
3.4.4 CO2和CO浓度
3.5 小结
第4章 木材的热解特性分析
4.1 引言
4.2 木材的热解过程
4.3 木材热重实验
4.3.1 木材采集
4.3.2 实验条件与方法
4.3.3 热重分析
4.4 木材热解动力学研究
4.4.1 白松的热解特性分析
4.4.2 红松的热解特性分析
4.4.3 楠木的热解特性分析
4.4.4 杉木的热解特性分析
4.4.5 木材热解动力学分析
4.5 文物建筑木材与普通木材热解参数对比分析
4.6 小结
第5章 基于FDS对文物建筑室内火灾蔓延的数值模拟
5.1 引言
5.2 文物建筑概况
5.2.1 火灾荷载
5.3 FDS软件介绍
5.3.1 Pyrosim建模
5.3.2 网格划分
5.3.3 模拟参数设置
5.4 文物建筑火灾蔓延影响因素
5.4.1 网格数量
5.4.2 通风条件
5.4.3 木材物性参数
5.4.4 起火位置
5.5 火灾蔓延过程分析
5.5.1 热释放速率与室内温度
5.5.2 烟气蔓延与能见度
5.5.3 火蔓延
5.5.4 CO2和CO浓度
5.6 小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3874460
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 文物建筑火灾危险性
1.2.1 文物建筑的分类及结构特点
1.2.2 文物建筑的火灾危险性
1.3 国内外研究现状
1.3.1 木材热解动力学研究现状
1.3.2 木结构文物建筑火灾研究现状
1.4 研究方法与技术路线
1.4.1 现阶段存在的问题
1.4.2 研究方法
1.4.3 技术路线
第2章 文物建筑火灾荷载及火灾发展过程
2.1 引言
2.2 火灾荷载
2.2.1 热值
2.2.2 火灾荷载密度及其确定方法
2.3 木材热解、着火及火蔓延过程
2.3.1 木材的热解温度
2.3.2 木材表面火蔓延模型
2.4 文物建筑室内火灾发展的过程
2.4.1 火灾的发生与蔓延
2.4.2 轰燃
2.4.3 火灾向起火房间外的蔓延
2.5 文物建筑火灾蔓延的影响因素
2.5.1 可燃物性质(木质)
2.5.2 通风条件
2.5.3 起火位置
2.5.4 建筑间距
2.5.5 室内火灾类型与热释放速率
2.6 小结
第3章 文物建筑的火灾危险性分析
3.1 引言
3.2 文物建筑火灾危险性
3.2.1 火灾荷载量大
3.2.2 火灾蔓延速度快
3.2.3 易形成大面积燃烧
3.2.4 火灾扑救比较困难
3.3 室内烟气的性质与流动
3.3.1 烟气的组成
3.3.2 烟气流动的主要阶段
3.4 文物建筑室内火灾蔓延特性参数
3.4.1 温度
3.4.2 热释放速率
3.4.3 烟气浓度与能见度
3.4.4 CO2和CO浓度
3.5 小结
第4章 木材的热解特性分析
4.1 引言
4.2 木材的热解过程
4.3 木材热重实验
4.3.1 木材采集
4.3.2 实验条件与方法
4.3.3 热重分析
4.4 木材热解动力学研究
4.4.1 白松的热解特性分析
4.4.2 红松的热解特性分析
4.4.3 楠木的热解特性分析
4.4.4 杉木的热解特性分析
4.4.5 木材热解动力学分析
4.5 文物建筑木材与普通木材热解参数对比分析
4.6 小结
第5章 基于FDS对文物建筑室内火灾蔓延的数值模拟
5.1 引言
5.2 文物建筑概况
5.2.1 火灾荷载
5.3 FDS软件介绍
5.3.1 Pyrosim建模
5.3.2 网格划分
5.3.3 模拟参数设置
5.4 文物建筑火灾蔓延影响因素
5.4.1 网格数量
5.4.2 通风条件
5.4.3 木材物性参数
5.4.4 起火位置
5.5 火灾蔓延过程分析
5.5.1 热释放速率与室内温度
5.5.2 烟气蔓延与能见度
5.5.3 火蔓延
5.5.4 CO2和CO浓度
5.6 小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3874460
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