风作用下凹型超高层建筑窗口羽流火焰数值模拟分析

王 宇,邢 佳,周盈彤,刘铁林

(沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁 沈阳 110168)

超高层建筑因纵向超高等特点,易受风作用影响,一旦发生火灾,火势将迅速蔓延[1]。故对超高层建筑在风荷载作用下火灾蔓延特点及防控需重点研究。对于高层建筑火灾,国内外学者进行了大量研究工作[2-6]。王宇等[7]首次提出窗口羽流火焰融合高度,通过对无外保温材料高层建筑的数值模拟分析,给出防火阻隔区高度。对于超高层建筑火灾,I.Fletcher等[8-10]通过实际超高层建筑火灾倒塌研究,基础性的分析了两种倒塌模式,并提出相关建议。朱杰等[11-12]通过对超高层建筑竖井结构内部烟气流动影响因素的相关研究,发现了火源位置和温度分布关系,并给出其拟合函数。黄友钦[13]对超高层建筑表面风压分布规律进行了研究。张昊[14]研究了自然风压对超高层建筑火灾排烟的影响及正压排烟策略,发现室外正压力极值和负压力极值的大小与室外自然风速相关,极值位置易受建筑物几何形状的影响,并开创性的提出在设置合理的前提下,室外风可形成利于超高层建筑火灾防烟排烟的条件,给出正压建筑入风口设置在正压区有利于火灾防烟,建筑物负压区设置排烟口有利于火灾时排烟的建议。

以上研究主要针对超高层建筑火灾安全疏散及内部烟气流动特性,并未对风荷载作用下超高层建筑外部火蔓延进行研究。基于此,笔者针对风作用下凹型超高层建筑窗口羽……