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高层住宅火灾警示录：祝融FDS+知行INS模拟预演
近日，某高层住宅楼发生严重火灾，熊熊烈火在七座高楼间迅速蔓延，吞噬着包裹建筑的外部竹制脚手架和施工网。高层住宅建筑火灾通常难扑救、蔓延速度快、发生频次高，这些特点让消防应对措施变得棘手。
本文借助国产消防领域软件，祝融FDS火灾数值模拟系统与知行INS人员行为模拟系统，我们可实现“火势演化—人员响应—疏散效能”的全流程耦合仿真，为高层住宅火灾防控提供科学决策支撑。
一、高层住宅建筑火灾隐患
1. 消防设施与器材隐患
高层住宅中，消防设施与器材存在以下问题：灭火器配备不足或缺失；器材损坏、过期，如压力不足、消火栓锈蚀；火灾报警系统误报、漏报，喷淋系统与消防泵无法正常启动。这些问题导致火灾时设施无法有效控火，影响扑救与疏散。
2. 建筑结构与防火分隔隐患
建筑结构与防火分隔方面主要问题包括：防火分区划分不合理，面积过大，助长火势蔓延；防火门损坏、常闭式防火门被敞开或闭门器失效，失去隔火隔烟作用；部分建筑使用易燃外墙保温材料，加速火势蔓延，增加扑救难度。
3. 电气线路隐患
电气线路问题已成为高层住宅火灾的重要诱因：电线老化、绝缘层破损易引发短路，产生电火花；居民私拉乱接电线，未按规范安装，存在安 全隐患；电气线路长期过载运行，导致发热，可能引发火灾。
4. 日常管理与人为隐患
日常管理中存在以下薄弱环节：消防通道被车辆占用，阻碍消防车通行；部分居民消防意识薄弱，违规使用明火或无人看管大功率电器；公共区域堆放纸箱、旧家具等易燃物，为火势蔓延提供条件。
二、关键影响因素
在高层住宅建筑火灾中，有3个关键因素会对火灾的发展造成影响，分别为火灾荷载密度、开口因子和壁面热惰性。
1. 火灾荷载密度：建筑的“燃料库”
火灾荷载密度就是单位面积的地板上，所有可燃物（如家具、衣物、书籍、装修材料等）燃烧所能释放出的总能量。可以理解为这个房间的“潜在燃烧总热量”。这个指标直接决定了火灾的“能量基础”。
数值越高，火势越猛：一个堆满木质家具、书籍和衣物的房间，其火灾荷载密度远高于一个只有少量金属和玻璃制品的卫生间。前者一旦起火，燃烧将更剧烈、更持久，产生的热量也更大。
2. 开口因子：火势的“呼吸系统”
开口因子是一个综合了门窗等开口的面积和高度的参数。它反映了火灾时房间的通风能力，决定了新鲜空气的进入和热烟气的排出效率。开口因子如同火灾的“油门”，控制着燃烧速率。
通风控制：在火灾彻底发展后（轰燃后），火势大小通常由进入的空气量决定。开口因子越大，通风越好，燃烧越彻底，火势发展越迅猛，温度上升极快。
3. 壁面热惰性：建筑的“吸热保温杯”
指墙壁、天花板和地板材料储存热量能力的指标。它由材料的导热系数、密度和比热容共同决定，反映了材料吸热和散热的快慢。壁面热惰性决定了火灾产生的热量有多少会被建筑本身吸收，有多少会留在室内加热空气。
高热惰性：像混凝土这类材料，热惰性很高。它们就像厚重的“吸热海绵”，在火灾初期会吸收大量热量，从而减缓室内空气温度的上升速度。
低热惰性：一些轻质隔墙板或保温材料，热惰性较低。它们吸热少，会导致室内温度上升得更快。
三、火灾与疏散的耦合模拟
随着计算能力的发展，火灾模拟技术已能精准预测火灾动态和人员疏散过程。祝融FDS作为国产火灾动力学模拟软件，可以实现三维/二维建模，三维图形化前处理与可视化编辑，并且附带结果查看器，可以直观且便捷的查看三维动态结果，包含了LES和DNS两种湍流处理方法，可以创建混合分数模型，适合于燃料控制型火灾，通风控制型火灾，在指定热释放速率方面具有极高的仿真精度。
知行INS人员行为模拟软件能够灵活模拟不同类型的人群，包括老人、儿童和残障人士，并能够通过单独的文件配置提供高度贴近的仿真模拟。通过对多个群体中的个体运动进行图形化的虚拟演练，从而可以规划个体在灾难发生时的逃生路径并计算出逃生时间。
这两个软件的耦合，创建了火灾环境与人员行为的数字孪生系统。它实时计算火灾发展对人员决策的影响，以及人员疏散行为对火灾环境的反馈。这种耦合模拟技术，使研究人员能在虚拟空间中重构疏散现场，精准评估不同火灾情景下的疏散方案有效性。
四、结语
祝融FDS与知行INS的耦合模拟，说明消防领域的关键技术正在从理论研究走向工程实践。这些模拟结果不仅为建筑设计提供参考，也为应急预案制定和消防救援决策提供科学依据。
综上所述，高层住宅小区的消防隐患较大，且高层住宅小区的人员较为密集，火灾救援难度较大，一旦发生火灾事故，会对人们的安 全造成严重威胁。基于此，需要结合实际情况，对高层住宅小区的消防隐患进行彻底分析，精准识别，并提出针对性和有效性的防控策略，保障高层住宅小区消防管理水平的提高，强化人们的消防意识。
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