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进阶教程 - 消防系统

祝融FDS消防系统建模教程:喷淋与通风口设置指南

本教程演示如何在祝融中建立一个简化的消防系统,包括自动喷淋和机械排烟通风口。内容侧重软件建模流程,不替代消防工程设计、设备选型或规范校核。

1. 开始前的准备

请先完成进阶教程 :材料和层状表面,并打开其中已经包含火源、网格和材料表面的模型。

2. 创建喷淋

喷淋在达到触发条件后释放水粒子。默认配置使用温度响应模型计算激活时刻。

  1. 打开顶部 设备 选项卡,在“喷淋灭火”组中选择 喷淋。
  2. 在三维视图中放置喷淋。
  3. 在右侧属性面板中将 ID 设置为 Sprinkler。
  4. 将位置设置为 X = 5 m、Y = 1 m、Z = 2.6 m。
  5. 将喷淋模型选择为 普通住宅喷淋。

上述坐标沿用原教程模型。若你的模型坐标范围不同,应把喷淋放置在目标房间顶棚下方,并确保它位于计算网格内部。

普通住宅喷淋是通用示例参数,不代表具体厂商或型号。工程项目应根据设备数据检查激活温度、响应时间指数、喷雾特性和流量等参数。

3. 创建排气表面和通风口

通风口是附着在障碍物表面或网格边界上的二维区域。其边界行为由所引用的表面决定。

  1. 在导航树中选择 表面,单击 新建表面。
  2. 将 ID 设置为 Exhaust Surface,表面类型设置为 排气。
  3. 在气流设置中选择指定流量,并将 体积通量 设置为 5 m³/s。
  4. 将表面颜色设置为绿色,便于识别。
  5. 创建一个贴附在目标墙面上的通风口,将 ID 设置为 Exhaust。
  6. 在通风口属性中把 表面 指定为 Exhaust Surface,并检查贴附平面和法线方向。
图片 1:创建排气通风口
图片 1:创建排气通风口

图 1 创建并配置 Exhaust 排气通风口

本教程中的通风口仅用于演示建模方法,其位置和流量不代表真实机械排烟设计。

4. 运行模拟

  1. 在 分析 > 模拟参数 中将结束时间设置为 30 s,缩短教程模型运行时间。
  2. 保存项目。
  3. 在 开始 选项卡中单击 运行仿真。
  4. 等待 FDS 计算完成。

5. 查看喷淋设备结果

模拟完成后,单击 曲线图,选择本次模拟生成的 _devc.csv 文件,再选择 Sprinkler 曲线。

图片 2:喷淋时间历史曲线
图片 2:喷淋时间历史曲线

图 2 Sprinkler 的温度时间历史曲线

喷淋默认记录触发链接温度。原示例中,温度在约 8 s 时超过普通住宅喷淋的默认激活温度,随后喷淋开始释放水粒子。实际激活时间取决于火源、位置、网格和喷淋模型参数。

6. 查看三维结果

  1. 在运行完成窗口中单击 查看结果,打开 Viewer。
  2. 使用 Viewer 的楼层管理功能设置需要查看的楼层高度;原模型可输入 0, 2, 5。
图片 3:设置查看楼层
图片 3:设置查看楼层

图 3 在 Viewer 中设置楼层位置

  1. 调整相机,定位到包含火源、喷淋和排气口的楼层。
  2. 在左侧结果树中启用 3D 烟气 和 粒子,然后单击播放。
图片 4:消防系统三维动态结果
图片 4:消防系统三维动态结果

图 4 喷淋释放水粒子并与烟气流动共同显示

观察结果时,应确认喷淋达到触发条件后开始释放粒子,排气通风口则按设定边界条件抽排烟气。

7. 完成检查

  • 模型中存在 Sprinkler,并引用 普通住宅喷淋 模型;
  • Exhaust 通风口贴附在有效表面上,并引用排气表面;
  • 排气表面的体积通量为 5 m³/s;
  • 模拟结束时间为 30 s;
  • 曲线图能够显示喷淋温度响应;
  • Viewer 中能够显示三维烟气和喷淋粒子。

8. 小结

本教程完成了喷淋和排气通风口的建模,并通过时间历史曲线与三维结果检查系统响应。复杂消防系统应先在小型、快速运行的模型中验证单个组件,再逐步集成到完整场景。