Fluidyn-VENTFIRE基于用户自定义火灾曲线的停车场火灾模拟案例分享

地下停车场作为典型的半封闭受限空间，其固有的结构特征导致其火灾安全环境存在显著特殊性。相较于地上建筑，此类空间普遍存在自然通风效果差、机械通风系统效能易受干扰等关键问题，使得火灾发生时所产生的高温、有毒有害烟气难以有效排出。  

近年来频发的地下停车场火灾案例，不仅印证了此类场所特有的火灾动力学特征，更凸显了人员伤亡与财产损失的巨大风险。例如：2025年2月，温州某小区地下停车场新能源车突发自燃，火势迅速蔓延，事故导致该停车场内2辆汽车完全烧毁、5辆严重受损，车 库照明及通风系统损毁，直接经济损失严重；2023年7月，由于电气线路故障，杭州市余杭区良渚街道某小区地下一层车 库发生火灾，共造成2人死亡，1人受伤，引燃周边可燃物引发火灾后，造成丁烷气罐爆炸。  

鉴于此类案例所呈现的典型性与危害性，本案例选取代表性场景，运用专业计算流体动力学（CFD）软件Fluidyn-VENTFIRE，对地下停车场火灾进行数值模拟分析。Fluidyn-VENTFIRE是专业的三维燃烧火灾仿真软件，软件采用三维计算流体力学的方法，解决燃烧过程中、空气流动、温度分布、组分气体浓度变化、烟气扩散、热辐射等物理现象。软件可以模拟开放、半受限和受限空间中的喷射火灾、池火灾、固体火灾等多种类型火灾。  

1. 三维模型构建  

本案例利用Fluidyn-VENTFIRE软件模拟停车场中的用户自定义火灾曲线问题。在该问题中，火灾通过用户指定的兆瓦级功率在特定区域生成。利用CAE-VENTFIRE软件，基于真实的地下停车场三维数据进行1:1建模，得到如下图所示三维模型：  

图1  地下停车场三维模型  

2. 边界条件设置  

在本案例中,边界条件设置如下所示:

表1  边界条件设置

3. 生成模拟文件  

导入上述三维模型，并进行如表1所示边界条件设置，输入如下图2所示的网格划分参数,得到模拟文件如图3｡  

这一系列操作均在VENTFIRE-GUI中实现,包括模拟计算以及对计算结果的后处理操作也集成在GUI模块中,使得计算流程保持一致性｡

图2  网格参数

图3  模拟网格文件  

4. 模拟结果分析  

根据生成的计算模拟文件开始进行仿真计算，选取垂直距离为3m位置处建立一平面，结果文件经过后处理如下图所示结果：  

图4  建立3m高度平面设置界面

图5  温度云图（500s）

图6  CO浓度云图（500s）  

图7  热辐射云图（500s）  

图8  最高温度时程曲线图  

分析以上云图和最高温度时程曲线图可得：  

（1）火灾热力学特征与温度分布  

温度云图显示，火源核心区域温度高达>1200 K （约927℃），表明燃烧强度极高（数据范围：300–1260 K）。此温度远超常见建筑材料的耐火极限（如钢结构临界温度约500℃），存在结构失效风险。  

温度时程曲线在1500 s后趋于稳定平台（2000 K），表明火灾已进入充分发展阶段，高温持续时间长，加剧对结构的累积热损伤。  

（2）毒性气体扩散与生命安全风险  

CO质量分数云图显示，局部浓度峰值达3.41×10⁻⁴ (353 ppm)，远超IDLH（NIOSH立即威胁生命健康浓度，1200 ppm）的1/3。  

（3）热辐射危害与火灾蔓延潜力  

热辐射云图显示，火源中心辐射通量达2.61×10⁵ W/m²（数据范围：5.81×10³–2.61×10⁵ W/m²）。此数值超常见可燃物引燃阈值，证实火灾可通过辐射热反馈引燃周边车辆，导致轰燃或爆炸。