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祝融FDS如何解决中庭高大空间排烟设计痛点？

新闻资讯 / 2026-01-23 新闻资讯

现代建筑中，贯通数层、光影交织的中庭已成为商业综合体、交通枢纽和公共建筑的标志性空间。它打破了传统建筑的封闭感，营造出开阔、通透的视觉体验和共享社交场所。然而，在这背后，潜藏着独特的火灾风险。一旦失火，中庭极易演变为蔓延火焰和浓烟的“垂直烟囱”，对人员疏散和消防救援构成严峻挑战。

一、中庭火灾的“烟囱效应”与分类防控 

中庭的火灾危险性，核心源于其“烟囱效应”。火灾产生的高温烟气密度较低，在浮力驱动下沿中庭竖向空间高速上升，犹如烟囱拔火，能在极短时间内充斥整个共享空间，并通过各层连通部位水平蔓延，迅速导致全楼能见度骤降、温度剧升和毒性气体聚集，使人员疏散和内部灭火近乎不可能。

国内常见中庭可以分为三大类，其火灾特性与防控各异：

类型核心空间特征描述典型场景防火分隔与排烟设计要点
长廊式中庭-线型中庭加了顶棚的街道，两端或中部敞开，半室外空间，自然通风好。现代商业步行街1. 防火分区：两侧建筑间距<6米时，需将各层面积叠加计算，超限时需在中庭两侧设防火卷帘/水幕。
2. 排烟：顶棚（常为防火玻璃）需设自动开启的排烟窗。
3. 灭火：室内需设自动喷淋系统。
贴附式中庭通常仅与建筑首层相通，与其他楼层有外墙分隔，多为封闭式。宽敞的门厅、四季厅1. 防火分区：采取规定措施后，中庭与主体其他楼层的面积可不叠加计算。
2. 排烟：中庭内需设独立的排烟系统。
3. 构造：若采用玻璃幕墙，需满足防火设计要求（如使用防火玻璃）。
内嵌式中庭-内置式位于建筑内部，顶部封闭（上方仍有楼层），贯穿多层。宾馆、商场内的中庭1. 防火分隔：首要防止烟火窜入中庭，并确保顶部楼板/钢结构耐火上限达标。
2. 排烟：内部必须设置合理的机械排烟系统。
3. 分隔：多个中庭相连时，需用防火卷帘加自喷进行分隔。
内嵌式中庭-贯通式顶部为建筑屋顶，设有采光顶棚（可开天窗），贯通整个建筑。共享空间直达天光的建筑1. 排烟：可合理利用“烟囱效应”自然排烟，但也需防范火势蔓延加快的风险。
2. 构造：采光顶棚的玻璃与钢结构耐火上限须>1.5小时。
内嵌式中庭-回廊式各楼层通过环形走道（回廊）与中庭相连，回廊是缓冲区。常见于酒店、办公楼1. 防火分隔：回廊处须设防火墙/防火卷帘/挡烟垂壁，形成屏障。
2. 排烟：中庭与使用区域均应设有效排烟系统，对着火层排烟，对未着火层正压送风。
内嵌式中庭-互通式各楼层与中庭直接连通，空间高度统一，无明确物理分隔。开放式的现代商业、文化空间1. 防火分隔：首要环节是在中庭四周各层设防火卷帘（首层除外，可设挡烟垂壁）。
2. 排烟：需在各层使用区域设置有效的独立排烟系统。

值得注意的是，在实际建筑中，这些形式常相互组合，形成千变万化的复合中庭空间，这更增加了防火设计的难度，要求措施必须“量身定制”，而非“一刀切”。


二、核心难题：传统防火设计中的瓶颈 

即便进行了细致分类，中庭的防火设计，尤其是防排烟系统设计，仍面临诸多依靠传统经验和简单公式难以精准把握的科学瓶颈。

排烟量难以科学确定 ：简单按换气次数或开窗面积比计算，往往导致排烟量要么不足、要么过度，前者无法控制烟气，后者造成能源浪费。排烟量的确定需要综合火源功率、烟气生成速率、中庭高度与形状等复杂动态因素。

烟气分层与“冷烟气”沉降 ：在高大中庭中，上升的烟羽流可能因冷却（如遇喷淋）而失去浮力，未到达顶部就在中途形成停滞的“烟气层”，很可能向下沉降，过早威胁人员疏散区域。这种现象难以通过经验预测。

机械排烟的局限性 ：当火灾规模较大，烟气生成质量流率极高时，机械排烟系统的能力可能达到经济与技术上限，无法有效维持清晰的“储烟仓”。此外，中庭顶部可能积聚的热空气（如阳光照射所致）也会干扰初期火灾烟气的上升与排出。

这些问题的核心，都指向对火灾这一极端复杂瞬态过程缺乏精细化的认知工具。而火灾动力学模拟软件祝融FDS正是破解这些瓶颈的“钥匙”。

三、数字解法：祝融FDS如何赋能精准防火 

以祝融FDS为代表的国产火灾数值模拟软件，基于计算流体动力学（CFD）原理，能够构建与现实建筑1:1对应的三维数字模型，并在其中模拟火灾从起火、增长、发展到衰退的全过程。它如同一个能够预演无数次火灾的“数字实验室”，为上述难题提供定量化、可视化的解决方案。

优化排烟系统设计 ：设计师可以在祝融FDS中设定不同的火灾场景（如不同位置、大小的火源），测试多种排烟方案（如自然排烟口大小与位置、机械排烟量、补风策略）。软件能精准计算出每种方案下，中庭内烟气层高度、温度、能见度等关键参数随时间的变化，从而优选出在安荃性与经济性之间平衡的设计方案。

预测与规避烟气风险 ：软件能够清晰模拟出“烟气分层”和“冷烟气沉降”的发生条件与具体过程。设计师可以提前发现设计中的风险点，例如通过调整喷头响应速度、优化排烟口布局或增设挡烟设施，来防止危险烟层的过早形成和下沉，确保疏散路径在所需时间内保持可用。

辅助应急预案制定 ：消防部门可以利用模拟结果，直观了解烟气较为可能的蔓延路径和速度，从而制定更科学的疏散引导策略、确定消防力量部署的合适位置和介入时机，提高应急响应的效率。

四、结语 

中庭建筑的火灾防范，已无法仅靠满足条文规范的设计来保障。面对千姿百态的建筑创意和复杂的使用功能，防火设计必须转向以火灾科学原理为基础、以具体防范目标为导向的“性能化设计”轨道。

以祝融FDS这类国产自主可控的火灾模拟软件为核心工具，结合扎实的火灾科学理论，我们能够为每一座独特的中庭建筑“把脉问诊”，在数字模拟中预先排除火灾风险，实现防火措施从“大概齐”到“精准化”的飞跃。

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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