文档介绍：奥运体育场馆防火系统设计技术研究
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中国科学院院刊   
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     1 项目简介
    该项目由国家科技部、中国科学院等单位联合组织资助,由中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室负责承担。项目总体目标是:根据“科技奥运、绿色奥运”主题的重大需求,针对奥运体育场馆火灾防治的关键环节,研究开发具有知识产权的激光图像火灾气体探测技术、清洁高效细水雾和混合气体灭火技术以及火灾应急决策支持系统和火灾安全性能化设计系统,同时,将研制的集激光图像探测技术、清洁高效细水雾与混合气体灭火技术、火灾应急决策支持系统和火灾安全性能化设计系统为一体的奥运体育场馆火灾防治综合集成系统,并应用到奥运会有关场馆的示范工程之中。
    2 主要进展
     奥运体育场馆火灾安全性能化评估方法的研究
    根据科技奥运项目“奥运体育场馆防火性能化设计技术研究”的前期成果,建立了一套运用调查类比、理论分析、模拟实验研究和计算机数值模拟相结合的火灾风险评估方法,并将该方法应用到国家重大工程的风险评估和消防性能化设计中。已完成性能化评估的国家重点工程包括:北京奥运主体育场(鸟巢)、北京国家大剧院、北京华贸中心商厦、奥运会老山自行车馆、济南遥墙国际机场新航站楼、广州东站地下商业广场、广州新白云国际机场等。此外,2008年奥运会主体育馆和五棵松文体中心的消防性能化设计正在进行中。性能化评估不仅优化了上述重大工程项目的防火设计和消防投资,而且解决了依靠现行国家消防规范无法解决的消防设计重大技术难题,得到了行业部门的充分肯定。
     奥运体育场馆人员安全疏散设计
    建立综合环境因素、人员构成、人员心理和行为、群体行为等因素的多粒子自驱动系统人员疏散模型和格子气模型及发展人员疏散设计方法是该项目的两个重要内容。在模型方面,项目组在Helbing提出的社会力模型的基础上,加入了体现中国人特色的参数,如体形、心理差异等,构建了更接近中国人群特征的模型。进而模拟得到了疏散时间、行为随期望速度变化规律,模拟得到了火灾烟气对人员疏散行为、时间影响,量化得到了疏散出口宽度和厚度对疏散行为和时间的影响规律。
    在格子气模型方面,发展了新的模型,研究并得到了十字型出口的人员疏散规律,以及人员疏散时间随着十字型出口通道宽度的定量变化规律。该结果可指导疏散通道的设计和整改,已应用于十余个复杂建筑的人员疏散评估,并验证和完善了构建的人员疏散模型。
     奥运体育场馆火灾烟气运动模拟研究
    围绕奥运体育场馆火灾特性,展开相关探索性研究工作。将场模拟方法与区域模拟方法有机结合,对类似体育场馆的大空间建筑场景进行模拟研究。
    场模拟方法优点在于模拟结果较为精确,但由于场模拟是求解流体力学的基本控制方程,整场和多参量描述火灾过程,需要大量的计算机资源和时间。区域模拟方法优点在于适用性较强,但实验表明烟气层在着火区域或相对强流动区域无明显的分层现象,区域模拟的双层假设不能成立。因此,在兼顾效率和准确性前提下,我们采用场模拟的方法来研究着火区域附近或强流动区域,对其它非着火和非强流动区间则采用区域模拟的方法。这种混合模拟方法,兼顾场模拟和区域模拟两者的优点,并能更为准确地反映火灾过程的特征。
     体育场馆火灾防治关