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2017年一級消防工程師綜合能力複習重點

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如果學習只在於模仿,那麼我們就不會有科學,也不會有技術。應屆畢業生考試網小編為大家搜尋整理了2017年一級消防工程師綜合能力複習重點,希望對大家有所幫助。

2017年一級消防工程師綜合能力複習重點

  火災模擬軟體選取

在火災模擬中,影響模擬結果準確性的因素比較多,如所建模型和實際物件的接近程度、網格的劃分方法、網格的數量、網格尺寸、湍流模型的選擇、各種計算假設等因素都會對模擬結果產生影響。同時,各個軟體都有自己的優缺點和適用範圍,對某一工程設計,如效能化設計專案,選擇最合適的軟體進行火災模擬是一比較重要的問題。

  一、火災模擬

在火災模擬中,影響模擬結果準確性的因素比較多,如所建模型和實際物件的接近程度、網格的劃分方法、網格的數量、網格尺寸、湍流模型的選擇、各種計算假設等因素都會對模擬結果產生影響。

  (一)概述

火災數值模擬是火災研究的重要內容之一,但由於火災現象的複雜性,近幾十年來才建立起描述火災現象的實用數學模型。火災模型主要分為確定性模型和隨機性模型。

火災數值模型主要有專家系統(Expert System)、區域模型(Zone Model)、場模型(Field Model)、網路模型(Network Model)和混合模型(Hybrid Model)。場模型也即CFD模型,主要是利用計算流體動力學(CFD)技術對火災進行模擬的模型,由於CFD模型可以得到比較詳細的物理量的時空分佈,能精細地體現火災現象,加之高速、大容量計算機的發展,使得CFD模型得到了越來越廣泛的應用。

目前用於火災模擬的CFD模型主要有:FDS、PHOENICS、FLUENT等。FDS是專門針對火災模擬而開發的CFD軟體,簡單易用。因此,在火災模擬中應用最為廣泛。而PHOENICS和FLUENT是計算流體力學的通用軟體,將其用於火災模擬需要有較強的流體力學背景。因此,應用較少。目前,國內外對FDS的研究比較多,而對於PHOENICS和FLUENT在火災模擬方面的應用研究則較少,對各個軟體的對比研究更少。

在火災模擬中,影響模擬結果準確性的因素比較多,如所建模型和實際物件的接近程度、網格的劃分方法、網格的數量、網格尺寸、湍流模型的選擇、各種計算假設等因素都會對模擬結果產生影響,怎樣才能使模擬結果更加準確、可信是一個急需解決的問題。同時,各個軟體都有自己的優缺點和適用範圍,對某一工程設計,如效能化設計專案,選擇最合適的軟體進行火災模擬是一比較重要的問題。因此,為了能夠更好地利用CFD模型進行火災模擬,有必要對他們進行系統研究。

驗證(veriifcation)與確認(validation)是評價數值解精度和可信度的主要手段。長期以來,CFD工作者對CFD軟體的驗證與確認工作一直沒有給予足夠的重視。因此,對於計算結果的可信度,CFD研究人員並不能給出明確的回答。這使得CFD軟體的使用者對CFD也持一種矛盾的心態,既想利用CFD這種快捷經濟的設計工具,又對CFD的計算結果心存疑慮。如果有條件,可以結合數值計算和模擬實體火災的方式,進一步驗證模型的可靠性。

  (二)選取

從軟體易用性來看,火災專用模擬軟體相對簡單,在應用中不需要作複雜設定,使用者只需掌握火災基本知識即可得到合理的結果,而通用CFD軟體對使用者要求較高,使用者需要對流體力學有深入瞭解,才能得到合理結果,因此,一般火災模擬選擇專用軟體為宜。

利用火災模型進行數值分析前,應著重考慮該模型對所模擬問題的適用性及預測能力,一般情況下,需要事先利用相關試驗(已有其他人員進行的試驗或自己進行相關試驗)對模型進行確認研究。

從模擬準確性來看,火災專用模擬軟體由於是專門針對火災開發,在概念模型層面相對於通用軟體更接近於真實模型,其數學模型更能反映火災過程,因此,一般情況下,建議選擇火災專用軟體,除非在專用軟體無法模擬的情況下才選擇通用軟體。

使用火災專用軟體時,應著重考慮網格獨立性、邊界條件設定對模擬結果的影響,使用通用軟體時,還應考慮湍流模型、燃燒模型、輻射模型的選擇。

火災模型的驗證和確認應包含其對各類火災引數的預測能力研究,如火場溫度、熱輻射通量、反應產物的濃度變化(著重研究CO、CO2、煙密度等)、火場能見度等。

對於通用的CFD軟體,如PHOENICS、FLUENT、CFX等,由於其發展比較成熟,其程式一般能夠比較準確的反應其所確立的概念模型,因此,對這類模型可以著重於確認研究;對於專用火災模擬軟體,如FDS等,已經進行了較多的確認和驗證工作,對於比較常見的火災場景,如建築室內火災等,可以直接用來模擬分析,而對一些特殊的場景,如火災在狹長雙層玻璃幕牆內的蔓延模擬,還需進行進一步確認研究;對於自行編制的火災模擬程式,模型的驗證工作是至關重要的',應確保程式能夠準確反映概念模型。

用Steckler房間火試驗,對PHONEICS和FLUENT進行了確認研究,就該類例項來說,FLUENT的準確度要高於PHENICS,但就工程應用來說,在選擇合理的湍流模型、輻射模型,並經過網格獨立性檢驗後,兩者的模擬結果一般可滿足工程需要。

火災發展具有確定性和隨機性的特點,火災試驗的影響因素較多,在選擇確認試驗時,應儘量選擇可重複性強的試驗,並應注重採用不同火災場景下的火災試驗對其進行確認研究,以便更好地檢驗模型的可信度。

  二、疏散模擬

當前世界上開發的人員疏散軟體數目眾多,據統計,有文獻記載的疏散軟體有22個,其他未公開的也不在少數。所以,在選用模型時一定要結合有待解決的實際問題與模型的適用性來進行選擇。

  (一)概述

建築防火設計的主要目標之一是確保人身安全。建築安全疏散的效能化設計,是要求所設計的疏散設施能夠保證建築中的全部人員有足夠的時間安全疏散到安全的地方。評價指標包括建築的安全出口、疏散樓梯的寬度、疏散距離是否滿足建築內使用人員的疏散需要,人員的疏散所需時間是否大於火災條件下的可用疏散時間。

安全疏散時間判據,主要按照火災發展與人員疏散時間為同時沿一條不可逆的時間線進行,保證建築物內人員安全疏散完畢所需時間必須小於火災發展到危險狀態的時間。

火災中人的疏散過程是在人的意識干預下,感知、認知火災和環境資訊與行為決策以及執行決策的過程,是一種在時間壓力下的人體位移。由於人的行為受到年齡、身高、體重、敏捷度、習性、行動能力等心理與生理狀態和文化背景與受教育程度的影響,十分複雜,同時人員在建築內的實際狀況以及建築空間特性,如人員的分佈情形、熟悉環境的程度、人數及其組成和樓梯或出口的寬度、照明、走道寬度、數量、建築高度等都對人員疏散結束所需時間和可用於人員疏散的時間有很大影響。

人員疏散時間為火災探測報警時間、人員預動時間與人員疏散運動時間之和。在計算疏散運動時間時,通常採用1.5~2的安全係數來考慮設計計算中的不確定性因素。

在人員安全疏散的研究方面,由於對所採取的措施是否能達到效能化設計的預期目標,同時如何對保證人員生命安全的目標進行合理的評價都缺乏科學依據,所以全世界在這方面的研究都處於起步階段。人員疏散軟體方面,有關研究人員在不斷加大這方面軟體的研究開發力度。國外從20世紀80年代初開始就展開了人員疏散基礎資料及疏散模擬軟體方面的研究,並把疏散研究的成果及時的應用到了建築效能化設計中,我國也於近年來展開了這方面的研究。

  (二)疏散模型分類

人員疏散計算方法主要有兩種:水力模型和人員行為模型。

  1.水力疏散模型

最常用的方法是水力疏散模型,它通過將人在疏散通道內的走動模擬為水在管道內的流動來進行計算。這一方法的缺點是它完全忽略掉了人的個體特性,而將人群的疏散作為一種整體運動。水力疏散模型通常對人員疏散過程作如下保守假設:

1)疏散人員具有相同的特徵,並且都具有足夠的身體條件疏散到安全地點;

2)疏散人員是清醒的,在疏散開始的時刻一起井然有序地進行疏散,且人員在疏散過程中不會中途返回選擇其它疏散路徑;

3)在疏散過程中,人流的流量與疏散通道的寬度成正比分配,即從某一出口疏散的人數按其寬度佔出口總寬度的比例進行分配;

4)人員從各個疏散門扇疏散且所有人的疏散速度一致,保持不變。

  2.人員行為模型

人員行為模型模擬人在火災中的行為,綜合考慮了人與人、人與建築物以及人與環境之間的相互作用。這類模型能夠從一定程度上反映火災時個人的特性對人員疏散的影響,但由於“火災中人的反應與行為”仍舊是一個較新的領域,對其定性研究較多,而定量的研究成果很少,因此在選用該類模型時要慎重考慮它的適用性,以經過實際疏散實驗或演習驗證的模型為首選。

當前世界上開發的人員疏散軟體數目眾多,據統計,有文獻記載的疏散軟體有22個,其他未公開的也不在少數。所以,在選用模型時一定要結合有待解決的實際問題與模型的適用性來進行選擇。下面將通過分析這些人員疏散模型的功能與特點,對這些軟體進行適當分類。

1)一般分類

疏散模型在處理疏散的一般問題時,均採用了三種不同基本方法:優化法、模擬法和風險評估法。

優化法假定人員以最有效的方式進行疏散,而不考慮外部環境的影響及非疏散行為。通常,模型認為人員選擇的疏散路線是最佳的。這一類模型適用於大量的人群或將所有人員當作一個有共同特性的群體來考慮的情況,而不考慮個體行為。

模擬法試圖表現實際的疏散行為與運動,不僅要得到準確的結果,而且要反映疏散時選擇的疏散路線及人員所做的決定。由於各個模型在考慮人員行為時的詳細程度不同,因此結果的準確度也不相同。