1、火災科學研究的內(nèi)容包括火災發(fā)生的原因，火災發(fā)展的過程以及防治方法和機理，涉及到的基礎(chǔ)理論包括災害學、工程物理學、建筑結(jié)構(gòu)工程、安全工程、電子信息工程、系統(tǒng)工程和計算機科學等?；馂牡默F(xiàn)象包羅萬象，但究其本質(zhì)都包括起火、火災蔓延、煙氣傳播、人員疏散、消防滅火等過程，從這些過程的分析中可以掌握火災發(fā)展的規(guī)律。建筑火災的發(fā)生和發(fā)展呈現(xiàn)隨機性和確定性雙重特征，隨機性體現(xiàn)在發(fā)生時間、地點、燃燒過程的非線性動力學特性，確定性體現(xiàn)在火災整個發(fā)展過程都遵

2、循著能量、動量、組分濃度守恒等規(guī)律。本文側(cè)重分析火災發(fā)生、發(fā)展和非線性動力學特征的基本規(guī)律，研究大型超市建筑火災的共性問題，目的在于獲得火災發(fā)生、發(fā)展和蔓延的機理，驗證建筑物的防火設(shè)計、火災探測與滅火系統(tǒng)的工作效應(yīng)。通過這些分析，能夠?qū)π陆ǔ械冉ㄖ姆阑鹪O(shè)計、現(xiàn)有建筑的火災安全狀況作出客觀的評價，對防火的性能化設(shè)計提出有效和經(jīng)濟的合理建議。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　 (1)分析超市等大空間建筑特有的結(jié)構(gòu)特征和火災隱患，

3、比較不同火災模型和計算機模擬方法的理論基礎(chǔ)和適用范圍，重點闡述區(qū)域模型和場模型的模擬軟件和工作機理，由此選用區(qū)域模擬軟件CFAST模擬單室火災，選用場模擬軟件FDS模擬大空間賣場火災;
　　 (2)建立以倉庫為例的單室模型，設(shè)定周圍環(huán)境參數(shù)、熱邊界條件以及火源的熱釋放速率，模擬單室?guī)旆康幕馂陌l(fā)展過程，得到了不同火源功率、通風條件、機械排煙和噴淋工況下室內(nèi)平均溫度、煙氣層高度和有害氣體組分濃度的變遷趨勢;
　　 (3)在火

4、災發(fā)展過程分析基礎(chǔ)上，著重研究火災過程的穩(wěn)定性和轟燃這一現(xiàn)象發(fā)生的臨界條件，建立典型的微分方程組用以表述火災過程，通過MATLAB進行數(shù)值計算，求解系統(tǒng)方程Jacobi矩陣的特征值隨時間的變化規(guī)律，針對特征值—時間曲線分別說明火災過程所處的階段和轟燃發(fā)生的邊界，并由溫度時間曲線T(n+1)～T(n)，進一步驗證轟燃發(fā)生的臨界條件，從非線性動力系統(tǒng)理論的角度解釋了火災過程隨時間的演化規(guī)律;
　　 (4)運用FDS建立某超市的場模型

5、，通過設(shè)置熱邊界條件和火源參數(shù)，考慮不同因素條件下火災情況，得到煙氣彌漫動態(tài)圖像，溫度、煙氣層高度、CO濃度以及O2濃度隨時間變化曲線，從而分析大空間建筑的火災蔓延規(guī)律。
　　 通過本文的數(shù)值模擬和計算，分析火災影響因素對單室火災發(fā)展過程的作用，得出不同工況下煙氣層高度、溫度及CO含量等隨時間的變化規(guī)律;分析在火災發(fā)展過程中轟燃現(xiàn)象發(fā)生的臨界狀態(tài)，不同墻壁因子和開洞情況下溫度時間曲線;得到超市大空間賣場火災過程煙氣溫度、速度和組