一、概述
火灾模拟是研究火灾在一定条件下孕育、发生和发展的机理和规律。模拟研究的理论基础是承认火灾过程遵循确定性的规律,这种规律既可以在模拟实验中再现,也可以抽象成控制火灾过程的数学表达式。模拟研究的意义是可以通过简化和近似,逐个研究影响火灾的各个分过程和各主要因素的作用,逐步解释火灾的机理和规律。
二、火灾模拟在消防领域的应用
(一)在建筑防火设计中的应用
火灾模拟技术为建筑防火设计和消防安全评估提供了新的科学工具。建筑设计人员可以随设计项目建立模型,预测该建筑可能发生火灾的情况,或是设定火灾场景。根据计算机模拟得到的数据来测算和确定各处建筑构件、材料与组件、消防设备的使用,以体现“性能化”设计的目的。
(二)在火灾事故调查工作中的应用
计算机火灾模型还可以用于火灾事故调查。技术人员运用仿真技术在计算机上建立建筑模型,模拟火灾过程,将得出的数据和结果与火灾现场勘验的数据和目击者提供的情况进行比较,可以较准确地发现火灾发生和发展的全过程,为火灾调查提供科学依据。另外,通过调查火灾参数设置,还可以对已做出的火灾事故原因进行判断,以验证其准确性。
(三)在灭火实战与训练中的应用
消防机构可以运用火灾模拟技术,建立重点单位或重点部位的模型,通过模拟的方法,制定该单位灭火救援预案。假如该单位真的发生火灾,该系统能够帮助灭火指挥员在火场作出正确的判断。此外,随着计算机模化和模拟技术不断发展和成熟,它还将为消防管理灭火训练人员疏散自救等提供新的手段和工具。
三、火灾模拟在消防领域的意义
火灾模拟技术针对火灾现场进行的事故分析和灾情回溯,可以帮助消防人员以及整个社会更加清晰认识、了解火灾发生的过程。当前,我们对火灾事故发生后所能做的工作集中在事故现场清理,现场物证提取,火灾案情分析等工作,这一类工作也主要用于帮助消防人员来进行火灾事故责任指证等案情工作。如果将整个火灾事故分析结果进行较真实的三维还原模拟,那么既可以作为案情分析的又一有利工具,也可以将终定案的结果作为火灾预防的宣传材料。同时,以虚拟现实和三维仿真为基础的火灾模拟可以在分析火灾案情的过程中快速建立起相关方案的完整事故模拟流程,用以进行预测方案的演练和佐证,也可用作火灾预防的宣传和教育,真正的做到“前车之覆,后车之鉴”。
四、常用的火灾模拟软件
当前主发的火灾模拟软件包括:设计火灾场景的时候计算火灾功率用的DETAT-QS、ARGOS等,计算火灾烟气用的FDS、FLUENT、CFAST、PHOENICS等,计算人员疏散的有EVACANET、BUILDING EXODUS、SIMULEX、STEPS等。这里主要介绍以下几款软件: