本教程中的火源、网格和喷淋参数仅用于演示软件操作，不代表消防工程设计方案。实际项目应结合建筑条件、材料试验数据、设备资料和适用规范进行校核。
完成本教程后，你将掌握以下操作：
- 导入并整理工业厂房 IFC 模型；
- 导入并激活聚氨酯气相反应；
- 创建燃烧表面和通风口火源；
- 创建覆盖厂房的计算网格和温度切片；
- 布置多个自动喷淋设备；
- 在 Viewer 中查看 3D 烟气、喷淋粒子和 2D 温度切片；
- 根据火焰、烟气和温度变化判断喷淋启动后的响应。
1. 项目背景
工业厂房的生产设备、货物和建筑构件可能形成复杂的可燃物分布。高大空间会影响热烟气层的形成和喷淋热响应，局部遮挡也可能改变喷淋水滴的覆盖效果。通过 FDS 模拟，可以观察以下过程：
- 火源热释放和烟气蔓延；
- 厂房内部温度随时间的变化；
- 喷淋达到触发条件后的水粒子释放；
- 喷淋启动前后火焰和温度场的变化。
模拟结果可以辅助方案比较和风险分析，但不能替代规范计算、试验验证或专业消防设计。
2. 开始前的准备
开始建模前，请完成祝融基础教程，并准备本教程使用的工业厂房 IFC 模型。建议先阅读以下内容：
本教程沿用原项目的坐标范围和设备位置。如果导入的 IFC 文件版本、坐标原点或缩放方式不同，应以当前模型中的实际坐标为准。
3. 导入并整理厂房模型
3.1 导入 IFC 模型
1.新建项目并保存。
2.打开顶部 开始 选项卡，单击 导入：
3.选择工业厂房 IFC 文件。
4.在导入向导中确认长度单位为 m，其余选项保持与项目要求一致。
5.检查导入预览和模型范围，确认坐标与尺寸无误后完成导入。
图 1 工业厂房 IFC 模型导入完成
3.2 检查模型结构
导入完成后，在左侧导航树中展开模型和障碍物节点，检查楼层、屋顶、墙体和结构构件。原模型中的标高节点包括 5.250、8.500、10.390 和 13.170 等。
图 2 在导航树中检查导入模型的层级结构
3.3 临时隐藏遮挡构件
为了便于放置火源、切片和喷淋，可先隐藏部分屋顶或其他遮挡对象：
1.在导航树中选择需要隐藏的屋顶标高或构件。
2.按住 Ctrl 可以多选对象。
3.右键选择 隐藏对象。
4.对导航树中难以单独定位的遮挡对象，也可以在三维视图中选中后隐藏。
图 3 隐藏屋顶和非必要构件后的厂房内部
隐藏只影响当前视图，不会从项目中删除对象。后续运行前需要恢复全部参与模拟的模型对象。
4. 设置火灾反应和火源
4.1 导入聚氨酯反应
本教程使用聚氨酯作为示例燃料：
1.在左侧导航树中选择 反应。
2.单击 数据库导入，将分类切换为 气相反应。
3.在数据库列表中选择 聚氨酯，将其添加到当前模型。
4.关闭数据库窗口，并确认聚氨酯反应已经激活。
5.在右侧属性面板中检查燃料组成、烟尘产量和其他反应参数是否符合本次练习要求。
图 4 从数据库添加并激活聚氨酯气相反应
4.2 创建燃烧表面
1.在导航树中选择 表面，新建 ID 为 Fire 的表面。
2.将表面类型设置为 燃烧器。
3.将 单位面积热释放率 设置为 1500 kW/m²。
4.将时间上升方式设置为 t²，斜升时间设置为 15 s。
5.将表面颜色设置为红色，便于在三维视图中识别。
图 5 设置单位面积热释放率和斜升时间
1500 kW/m² 和 15 s 仅用于复现教程工况。实际火源参数应根据可燃物、燃烧面积和试验或文献数据确定。
4.3 放置通风口火源
在厂房内部选择一个较为开阔且便于观察烟气扩散的位置创建火源：
1.使用地板障碍物工具绘制一小块承载地板。
2.选择通风口工具，在承载地板顶部绘制通风口。
3.将通风口的表面设置为燃烧表面 Fire。
4.检查通风口位于厂房内部，并且不会与梁、柱或设备重叠。
图 6 在厂房中心区域创建使用 Fire 表面的通风口
5. 创建计算网格
1.在左侧导航树中选择 网格，单击 新建网格。
2.调整网格包围箱，使其完整覆盖厂房、火源、切片和全部喷淋设备。
3.在网格分辨率中将目标单元尺寸设置为 0.4 m，由祝融计算各方向的单元格数量。
4.检查网格精度测试、单元格总量和预计计算规模。
图 7 使用约 0.4 m 的单元尺寸创建计算网格
0.4 m 网格用于本教程的示例计算。正式分析仍应根据火源特征直径、几何细节和网格敏感性分析确定网格尺寸。
6. 创建 2D 温度切片
切片应穿过火源及其上方烟气发展区域，以便观察火灾和喷淋响应过程中的温度变化。
1.在模型视图左侧工具栏中单击 2D 切片：
2.在模型中放置切片，并在右侧属性面板中选择竖直平面。
3.将气相数据设置为 温度，再调整平面位置，使切片穿过火源中心及其上方烟气发展区域。
4.确认切片位于计算网格内，并覆盖需要观察的厂房区域。
图 8 创建穿过火源位置的竖直温度切片
7. 设置喷淋系统
7.1 创建第一个喷淋
1.打开顶部 设备 选项卡，在“喷淋灭火”组中选择 喷淋。
2.在厂房顶棚下方放置喷淋。
3.在右侧属性面板中将位置设置为 X = -15 m、Y = 8 m、Z = 8.3 m。
4.将喷淋模型设置为 普通住宅喷淋，方向设置为竖直向下。
5.检查喷淋位于计算网格内部，且没有嵌入屋顶或其他实体构件。
图 9 设置喷淋位置、模型和喷射方向
上述坐标对应原教程模型。如果厂房坐标不同，应根据顶棚高度和目标保护区域重新确定喷淋位置。
7.2 布置多个喷淋
使用同样的方法继续创建喷淋，本教程共布置 6 个喷淋设备。喷淋应分布在火源附近及需要保护的厂房区域，并尽量避免梁、屋架和大型设备造成明显遮挡。
图 10 在厂房顶棚下方布置 6 个喷淋
7.3 恢复并检查完整模型
完成火源、网格、切片和喷淋设置后，恢复之前隐藏的屋顶和其他模型对象，并检查：
- 火源、喷淋和切片均位于网格内部；
- 喷淋方向朝下且未嵌入实体；
- 火源通风口贴附在承载地板顶部；
- 恢复显示的屋顶没有遮挡错误或重复构件。
图 11 恢复全部构件后的工业厂房模型
8. 运行模拟
1.打开 分析 > 模拟参数。
2.在“时间”页中将 结束时间 设置为 180 s。
3.保存项目，并检查运行设置、网格规模、反应、火源、喷淋和结果输出。
4.打开 开始 选项卡，单击 运行仿真：
运行时间取决于网格单元数、喷淋粒子数量、输出设置和计算机性能。运行过程中应关注进度、预计剩余时间以及日志中的警告和错误。
模拟完成后，单击 查看结果 打开 Viewer。在 Viewer 的渲染模式中选择 现实 或 带轮廓现实，提高厂房结构的辨识度。
图 12 在 Viewer 中切换现实渲染模式
9. 查看模拟结果
9.1 查看 3D 烟气
1.在 Viewer 左侧结果树中展开 FDS 结果 > 3D 烟气。
2.启用烟气和火焰相关结果。
3.单击播放，观察烟气在厂房内部的生成、上升和蔓延过程。
图 13 在 Viewer 中播放三维烟气和火焰结果
9.2 查看喷淋粒子
展开 FDS 结果 > 粒子 并启用喷淋粒子。拖动时间轴，确认喷淋达到触发条件后开始释放水粒子，并观察水滴覆盖范围。
图 14 查看喷淋启动后的水粒子释放效果
9.3 查看 2D 温度切片
展开 FDS 结果 > 2D 切片，启用温度切片。检查颜色条的物理量、单位和数值范围，再播放或拖动时间轴查看温度场变化。
图 15 查看穿过火源区域的二维温度分布
10. 分析火灾和喷淋响应
10.1 喷淋启动前
模拟初期，火源热释放逐渐增加，火焰上方形成高温区域，烟气向厂房上部空间蔓延。使用温度切片可以观察火源附近温度上升和高温区扩展过程。
图 16 火焰发展阶段的二维温度分布
10.2 喷淋启动后
当喷淋达到触发条件后，喷头开始释放水粒子。原示例结果中，随着喷淋持续作用，火焰范围逐渐缩小，火源附近温度下降。应结合 3D 烟气、粒子和 2D 温度切片共同判断响应过程，不要只依据单张画面得出结论。
图 17 喷淋作用后火源附近的二维温度分布
分析时建议重点检查：
- 喷淋的实际激活时刻；
- 喷淋启动前后的火焰范围；
- 火源附近和厂房上部空间的温度变化；
- 水粒子是否覆盖目标区域；
- 烟气是否持续在屋顶下方积聚或向其他区域蔓延；
- 结果是否受到网格过粗、输出间隔过大或模型遮挡的影响。
11. 完成检查
完成本教程后，项目应满足以下条件：
- 工业厂房 IFC 模型已正确导入，坐标和尺寸无明显异常；
- 聚氨酯气相反应已经导入并激活；
Fire表面为燃烧器表面，单位面积热释放率为1500 kW/m²，斜升时间为15 s；- 火源通风口贴附在厂房内部的承载地板上，并使用
Fire表面； - 计算网格覆盖厂房、火源、切片和全部喷淋，目标单元尺寸约为
0.4 m； - 温度切片穿过火源区域；
- 模型中存在 6 个朝下布置的喷淋；
- 模拟结束时间为
180 s； - Viewer 能够显示 3D 烟气、喷淋粒子和 2D 温度切片；
- 可以根据时间轴对比喷淋启动前后的火焰和温度变化。
12. 小结
本教程完成了工业厂房火灾模拟的完整工作流：导入实际建筑模型、设置聚氨酯火源、建立计算网格和温度切片、布置喷淋设备、运行 FDS，并在 Viewer 中联合分析烟气、喷淋粒子和温度场。后续可以在此基础上调整火源位置、喷淋布置、网格分辨率和设备参数，建立多个对比工况并开展敏感性分析。
