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祝融FDS模拟揭示射流风机布局与风速的关键影响
地下停车场层高低、面积大、管线多而且属于相对封闭的受限空间。停泊车辆发生火灾时燃烧速度快, 而且产生高温浓烟导致能见度急剧下降, 在极端情况下可能会发生轰燃并形成爆炸事故, 从而对停车场上方的建筑造成不同程度的损伤。
随着射流技术的发展, 无风管诱导通风系统在地下车库得到大量应用。目前国内外学者对于地下车库诱导风机射流进行了初步的研究和探索。但是前人研究没有针对大型地下停车场综合考虑诱导风机布置参数、烟气的流动特性、空间结构对排烟结果的影响, 没有形成能够为相关的标准、规范提供支持的理论体系。
为此, 本文借助祝融FDS软件研究射流风机用于地下车库辅助排烟的纵向通风模式及其有效性, 核心考虑射流风机位置、风机出口气流速度对车库内烟气温度以及能见度分布的影响。
一、风机射流
地下车库火灾的严重威胁不仅来自火焰，更源于高温有毒烟气的快速积聚。风机射流系统通过喷射高速气流形成“空气幕”，可有效抑制烟雾扩散路径。根据流体力学中的射流理论，风机出口的初始动量与周围空气形成湍流混合区，其扩散范围遵循自由射流衰减规律。实验数据显示，在典型地下车库环境中，射流速度达到8-12m/s时，可在30秒内建立有效排烟通道，将烟气层高度控制在2米以上，为人员疏散争取黄金时间。
射流风机的数量一般按照每台负担150～250m2选择。当汽车库隔墙及障碍物较多,且为自然进风,机械排风的情况下,应按下限选择射流风机的数量。当基本无障碍物,送风口和排风口处的气流较顺畅,且为机械进、排风的情况下,按上限选择。
| 诱导风机使用场合的情况送排风 | 诱导风机工作方式 | 诱导风机数量 |
空间不规则，隔墙及障碍物多，气流滞留的场合 | 自然进风，机械排风 | 100平方米/台 |
| 隔墙及障碍物多，但通排风气流易形成 | 自然进风，机械排风 ; 机械进风，自然排风 | 150 平方米/台 |
| 隔墙及障碍物少，通排风气流较理想 | 机械进风，自然排风 | 200 平方米/台 |
| 无障碍物，只有低矮的停放物 | 机械进风，自然排风 | 250 平方米/台 |
二、祝融FDS：国产软件的实际模拟
作为我国自主研发的火灾动力学模拟工具，祝融FDS突破性实现了地下车库火灾全流程数字化复现。该软件基于大涡模拟（LES）技术，结合FDS（Fire Dynamics Simulator）开源框架进行深度优化，在射流流场模拟中实现空间分辨率。其核心创新点包括：
多物理场耦合：同步模拟燃烧反应、热辐射传递、烟气扩散与气流运动，真实还原火场温度场分布。
风机射流专用模块：内置轴流风机、射流风口等设备的数学模型，可精准计算不同安装角度、风速下的射流轨迹与覆盖范围。
智能排烟策略优化：通过参数化扫描算法，自动生成较优风机启停组合方案。
三、从模拟到现实
祝融FDS等数值模拟工具的价值，要落实到真实的现实工程设计与应急决策中。
在设计阶段，工程师可以利用软件测试不同射流风机布局、不同喷嘴角度、不同启动策略下的排烟结果，优选出在确保整体保障性高的前提下经济、有效的方案，实现性能化设计。
在运维与应急阶段，基于模拟结果可以制定更科学的应急预案。消防指挥员可以提前了解特定车库在火灾时可能的烟气蔓延路径和速度，从而制定更精准的灭火救援与疏散引导策略。
通过高精度模拟，我们得以在模拟建筑中无数次地“引爆”地下车库，只为在现实生活中，杜绝那一次次事故的发生。
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