本文是一篇工程管理论文，本文首先对地下车库火灾发展的基本理论和 FDS 火灾模拟软件进行介绍，依托实体工程，通过阅读大量参考文献，并依照现有规范要求，对火源功率进行设定，并对排烟系统参数进行设置，建立符合实际情况和规范要求的物理模型，得到不同工况下地下车库火灾场景中的温度、烟气层厚度变化，烟气浓度扩散图，温度、能见度云图，并对地下车库防排烟系统进行优化研究。
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
随着我国经济的持续发展，人们对生活水平和质量的关注度及要求也越来越高，汽车成为人们出行必不可少的工具。据公安部统计，2018 年全国新注册登记机动车 3172万辆，其中机动车保有量达到 3.27 亿辆，汽车数量为 2.4 亿，小型载客汽车已经突破 2亿，机动车驾驶人数也创新高达到 4.09 亿辆，其中汽车驾驶人数升高到 3.69 亿[1]。到2018 年底，全国汽车保有量达 2.4 亿同比去年增长 10.51%，增加 2285 万辆。
图 1.1 2014-2018 年小型载客汽车及私家车保有量变化图
为了更好地满足我国现有停车场对面积的需求，节约并合理利用土地建设资源，发展地下车库成为必然趋势。地下车库发展对解决车辆停放问题，缓解地面交通压力有深刻意义。但事物都是一分为二看待的，其在便捷我们生活的同时，也存在着自身的危险性，地下车库的建设和使用面临更多安全方面的挑战。
地下车库火灾一旦发生，不仅会造成财产损失甚至还会造成人员伤亡。例如，2019年 2 月凌晨 2 点，深圳市某小区一地下停车场着火，火灾造成 32 辆车受损，其中 24 辆烧成骨架。
................................
1.2 国内外研究现状
通过阅读国内外关于火灾方向文献，可以将国内外对火灾烟气的研究方法总结为两种，分别是实体火灾实验和数值模拟研究。
1.2.1 实体火灾实验国内外研究现状
Toshio Yamana 等[4]（1985）利用 BRI 火灾试验装置，进行了一系列的全尺寸试验，研究了不同防烟条件下大型空间的烟气填充行为。Park 等[5]（2016）进行了城际列车车厢的全尺寸火灾实验，得到了较为详细的城际列车车厢火灾蔓延的详细实验数据，燃烧1081s 时热释放速率峰值为 32MW，燃烧率为初始燃烧负荷的 83%。Simone 等[6]（2016）利用四门轿车进行了四次全尺寸火灾实验，并测量了燃烧车内的温度和质量损失率，将实测的 HRR 曲线用 Boltzmann 曲线和 Gaussian 曲线进行叠加，得到更精确预测火灾从燃烧车辆向周围结构蔓延概率的模型。Okamoto 等[7]（2018）对小型货车客车进行了两次实体火灾实验，并测量了它们对周围环境的热通量。得到在距燃烧车 50cm 处，热通量大于 40kw/m2，大部分雪松板完全燃烧。距离 1 米处，热通量为 10～20kw/m2，部分雪松板被烧毁。提出了一种计算小型客车横向燃烧热通量的方法，并将计算结果与实测结果进行了比较，验证了该方法的正确性，对消防安全工程具有一定的参考价值。
上海消防科学研究所[8]（1997）在缩比例实验中，通过对染色盐水在清水中的湍流重力流动来模拟火灾烟气的流动特征及性能，为研究火灾烟气的蔓延规律提供参考。彭伟等[9]（2006）通过全尺寸试验研究 3 条公路隧道的特征，对不同工况下火灾烟气蔓延规律进行总结分析，得到的数据可检验长隧道火灾模型结果的准确性。孙璇等[10]（2010）为研究小汽车内火灾发展特性，在同一汽车内进行了两次全尺寸火灾实验，第一次研究烟头引发火灾的可能性，第二次模拟驾驶舱被纵火场景，结果表明汽车座椅阴燃过程缓慢且难以引燃小汽车，小汽车火灾向发动机舱蔓延速度明显低于向后备箱蔓延速度。张磊等[11]（2013）在徐州某化工厂办公室内进行轰燃火灾实验，通过对房间内烟气进行研究建立单室轰燃温升模型，将室内烟气视为均匀体所建立的单室轰燃温升模型能够准确模拟室内火灾温升过程，为轰燃后建筑物材料和结构的受损评估提供依据。
.............................
第二章 建筑防排烟系统与火灾理论分析
2.1 地下车库火灾理论基础
2.1.1 火灾发展阶段
图 2.1 火灾发展阶段图
（1）初期阶段：
火灾中的燃烧物分为固体、液体两种可燃物，此阶段火灾特点是空间内平均温度低，在着火点及附近位置处温度较高，其余位置温度较低，室内温差大，温度的增长速度较慢。火灾发展时间与起火源、可燃物、通风条件都有关。因此，此阶段为灭火和人员疏散的最佳时期。
（2）充分发展阶段：
在可燃物充足且通风良好的情况下，初期阶段之后，可燃物燃烧猛烈，空间内温度迅速升高，随着火灾扩大而蔓延到空间内其它部位，此时火灾持续时间与可燃物性质、数量和通风条件有关[27]。轰燃是室内火灾由局部燃烧向全室性燃烧过渡的现象，是火灾进入到充分发展阶段的标志。
（3）火灾减弱阶段
火灾发展过程中由于空间内可燃物数量逐渐减少，温度随之降低，火灾强度逐渐减弱，当室内平均温度下降至最高温度值的 80%时，标志着进入到火灾熄灭状态，当空间内可燃物燃烧完全时，室内外温度趋于相同，标志着火灾结束[28]。
.............................
2.2 建筑防排烟系统
2.2.1 建筑防烟系统
建筑防烟系统主要由自然通风设施和机械加压送风设施组成。
（1）自然通风设施
自然通风是依靠室内外空气温度差、窗户开口之间高度差产生的热压，室内外风力作用产生的风压，促使室内外空气流动的一种不消耗机械动力、经济的通风方式[33]。但由于风压的风向和风速是时常变化的，导致风压是一个极不稳定的因素，因此自然通风的效果也不稳定[34]。
（2）机械加压送风设施
机械加压送风主要由送风口，送风管道，送风机和吸风口组成。依靠气体流动和压力差控制烟气流动[35]。当建筑内发生火灾时，对非火源区域进行加压送风，使该区域保持一定正压以阻挡烟气进入，主要采用的是轴流风机或中低压离心风机。
2.2.2 建筑排烟系统
（1）自然排烟系统
自然排烟是依靠火灾热烟气流浮力和外部风力的共同作用，通过建筑物开口将烟气排出室外的一种排烟形式，一般可通过可开启外窗或专门设置的排烟口来实现[36]。这种排烟方式具有简便、节约、易操作且不需使用专用设备等优点。
（2）机械排烟系统
机械排烟系统是由挡烟壁、排烟口、排烟防火阀、排烟道、排烟风机和排烟出口组成[37]。当自然排烟系统不满足条件时，采用机械排烟系统能将火灾中房间、走道烟气和热量排出，为人员疏散和灭火救援创造有利条件。
（3）补风
补风系统在排烟时的主要作用是形成理想的气流组织，加快排烟效率，为人员的安全疏散和消防救援提供保障。分为自然补风和机械补风两种方式，自然补风时在同一个防火分区内可采用疏散外门、手动或自动可开启外窗，且应保证补风过程中气流不受阻隔。
..........................
第三章 地下车库火灾烟气蔓延与补风系统研究................................16
3.1 火灾模拟软件简介...............................16
3.1.1 火灾模型分类.......................................16
3.1.2 FDS 火灾模拟软件.................................17
第四章 补风口位置设置优化研究.................................42
4.1 起火源位置不同对室内火灾烟气的影响...................................42
4.1.1 起火源位于室内中心位置................................42
4.1.2 起火源位于室内墙边处........................43
第五章 防烟分区最大面积划分优化研究.....................80
5.1 防烟分区定义与作用...................................80
5.1.1 定义与划分措施....................................80
5.1.2 防烟分区作用..........................................81
第五章 防烟分区最大面积划分优化研究
5.1 防烟分区定义与作用
5.1.1 定义与划分措施
防烟分区是指在设置排烟措施的过道、房间中，用隔墙或其他措施来阻挡或抑制烟气流动分隔而成的区域。
划分措施有两种：（1）吹吸式空气幕（2）挡烟壁吹吸式空气幕：
吹吸式空气幕是一种柔性隔断，也是隔断效果最优的一种，但由于这种隔断方式比墙、垂壁等复杂，且费用较高，因此在国内建筑中很少使用。
吹吸式隔断装置作为防烟气幕时的典型形式，它主要由一个吹风口和一个排烟口组成。其工作原理是，利用具有一定流向的吹吸气流将火灾区与安全区隔开，同时地将火灾区的烟气、有害气体等吸入并排走。由于吹吸气流的隔断能力可以根据烟气扩散的速度经计算确定，因此它的隔烟性是有绝对保证，另外，由于吹吸式防烟气幕同时还可以排烟，且隔场所的人和物品可以自由出入，视野不受影响，因此它不仅具有高度的防烟效果，而且功能完善。它与建筑物的防火墙，内隔墙，防烟幕墙等配台，可构成有效的防烟防火分区。
挡烟壁：在设置排烟的房间，走道和地下室中应用隔墙或从顶棚下方突出不小于500mm 的挡烟垂壁、梁来划分防烟分区，且由钢板、夹丝玻璃、钢化玻璃等非燃材料制作而成。活动型挡烟壁的控制方式有很多，通常分为烟感探测器控制、排烟口联动控制、消防控制中心控制
