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建筑外立面火灾防控解析：祝融FDS模拟技术与应用
建筑外立面火灾不同于室内火灾，它具有独特的火行为特征。高层建筑外立面立体火灾是城市火灾与公共防护的重要挑战。外立面火灾通常源于室内火灾通过窗户溢出到外墙面，或者由于外部火源（如施工焊接、烟蒂等）直接引燃外墙保温材料。环境风作用下高层建筑火灾燃烧行为极为复杂，包括室内火灾行为、外立面火溢流临界理论、火溢流特征参数演化和城市大尺度高层建筑立体火等多个层面。
一、为何外立面火灾如此危险？
建筑外立面火灾并非单一形态，涉及复杂的动力学机制，根据起火源头和蔓延路径的不同，可以分为以下几种主要类型。理解这些类型，我们能更深入地理解外立面火灾的特殊危险性。
| 火灾类型 | 起火源头 | 主要蔓延途径 | 主要可燃物 | 典型特点 |
| 自上而下型 （外部火源引燃） | 外部火源（施工焊渣、烟花、烟蒂、底层商铺火源） | 由外及内：外部点燃立面后，可能破窗侵入室内 | 外墙保温层、装饰层（特别是B2/B3级材料） | 初期隐蔽，发现时往往已形成大面积立体燃烧 |
| 由内到外型 （室内火灾溢出） | 室内火灾（家具、电器起火等） | 由内及外：室内火焰/高温烟气通过窗户溢出引燃外立面 | 窗口附近可燃物、外墙保温层 | 室内火灾发展的结果，祝融FDS可精准模拟此“火溢流”过程 |
| 立体蔓延型 （垂直快速蔓延） | 上述两种火源 | 垂直主导：通过直接延烧、热辐射预热、飞火三种途径极速向上蔓延 | 整个建筑外墙的可燃系统 | 蔓延速度极快（数分钟窜升数十层），形成“立体火灾” |
| 空腔蔓延型 （隐蔽蔓延） | 上述两种火源 | 隐蔽抽吸：火焰在保温层与墙体间的空腔或幕墙结构内部横向、向上蔓延 | 空腔内可燃保温材料、龙骨干挂件 | 外部难以发现，内部猛烈燃烧，“烟囱效应”显著，易导致结构突然垮塌 |
二、国产火灾模拟技术的突破
面对外立面火灾的复杂特性，我国自主研发的祝融FDS（Fire Dynamics Simulator）火灾数值模拟软件提供了全新解决方案。这款由国内科研机构开发的模拟工具，能够精准再现建筑火灾从起火、发展到蔓延的全过程。
祝融FDS基于计算流体动力学原理，通过求解Navier-Stokes方程，模拟火灾中的热释放、烟气流动、温度分布和有毒气体扩散等关键参数。对于外立面火灾，该软件可以模拟不同风速条件下火焰沿外墙蔓延的路径和速度，为防火设计和应急救援提供科学依据。
三、技术解决方案
环境风、低压、不同外墙结构等边界条件会对开口火溢流及外立面立体火行为产生显著影响。祝融FDS软件能够整合这些边界条件，构建真实火灾场景的数字孪生模型，实现对火灾发展过程的精准预测。
研究揭示了外立面火溢流发生机制、火焰高度、温度、热流分布等参数的数理模型及城市大尺度灾害演化机理。特别是在背风涡旋效应下，建筑群外立面火焰演化行为更为复杂。
四、未来发展与展望
评估建筑物外立面和防护措施的火灾风险抵御能力的技术正持续发展。祝融FDS等国产模拟软件的成熟，为我国建筑火灾风险抵御评估提供了自主可控的技术支撑。
未来，随着智能化评估技术、实时监控技术、虚拟现实技术和绿色环保技术的发展，建筑物外立面和防护措施的火灾风险抵御评估将更趋精准有效。祝融FDS研发团队正推进其与BIM技术的深度融合，实现从建筑设计阶段的火灾风险抵御评估，到运营阶段的动态风险监测，再到应急阶段的智能疏散指导的全周期管理。跨区域协作与交流在建筑防火领域日益重要，能推动不同地区间的技术互通，共同应对全球性的火灾风险挑战。
城市持续向上生长，我们的防范意识与防护举措更需先行。值得欣慰的是，随着祝融FDS等国产先进模拟技术的成熟，我们拥有了预判和应对这些高空“火蛇”的有效工具，让城市高空生活更添可靠与安心。
若您想下载祝融FDS，请访问祝融FDS试用下载页面。如果您有其他问题，请联系info@zhixinglab.com。
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