正式版 XJJ110-2019 现浇混凝土复合外保温模板应用技术标准(附条文说明).pdf
新疆维吾尔自治区工程建设标准现浇混凝土复合外保温模板应用技术标准
根据自治区住房和城乡建设厅《关于下达 2019 年自治区第三 批工程建设标准编制计划的通知》（新建标函［2019］30 号），由 新疆维吾尔自治区建筑设计研究院编制完成了《现浇混凝土复合 外保温模板应用技术标准 》。 编制组经过广泛的调查研究，结合新疆地区的地域特点，按 照国家相关标准及参考国内其他地区地方标准，针对我区实际情 况，结合工程实践，在听取各方面意见的基础上，对具体内容进 行了反复讨论、修改，最后经审查定稿。 本标准主要技术内容是：1.总则；2.术语；3.基本规定；4. 系统和材料；5.设计；6.施工；7.工程验收。 本标准由自治区住房和城乡建设厅负责管理，新疆维吾尔自 治区建筑设计研究院负责具体技术内容的解释。
1 总 则 1.0.1 为规范现浇混凝土复合外保温模板 在建筑外墙保温工 程的应用，保证建筑工程质量，做到技术先进、经济合理、安 全适用，制定本标准。 1.0.2 本标准适用于新建、改建和扩建的工业与民用建筑中采 用现浇混凝土复合外保温模板系统的设计、施工和质量验收。 1.0.3 现浇混凝土复合外保温模板系统的适用高度应小于等 于 100m。 1.0.4 现浇混凝土复合外保温模板系统的设计、施工及验收， 除应执行本标准外，尚应符合现行国家、行业和新疆相关标准 的规定。
2术语
（略）
3 基本规定 3.0.1 外围护结构的现浇混凝土复合外保温模板宜和自保温 砌块配套使用，自保温砌块系统的设计应符合《自保温砌块应 用技术标准》 XJJ 109 的规定。 3.0.2 保温模板的使用范围及防火要求应符合现行国家标准 《建筑设计防火规范》 GB 50016 的有关规定。 3.0.3 复合外保温模板系统主要组成材料及配套材料宜由同 一供应商供应。 3.0.4 复合外保温模板系统应能适应基层的正常变形，在长期 自重荷载、风荷载和气候变化的情况下，不应出现裂缝、空鼓、 脱落等破坏现象，在规定的抗震设防烈度范围内不应从基层上 脱落。 3.0.5 复合外保温模板系统应具有良好的不透水性和透气性， 各组成部分应具有物理—化学稳定性，所有组成材料应彼此相 容并应具有耐久性。 3.0.6 复合外保温模板系统的保温、隔热和防潮性能应符合现 行国家标准《民用建筑热工设计规范》 GB 50176 及现行国家、 行业和新疆建筑节能设计标准的有关规定。 3.0.7 保温模板及模板支设应符合现行行业标准《建筑施工模 板安全技术规范》 JGJ 162、现行国家标准《混凝土结构工程施 工规范》 GB 50666 的有关规定，并应具有足够的抗压缩变形能 力、承载能力、刚度和稳定性，应能承受浇注混凝土的自重、 侧压力和施工过程中所产生的荷载。
4 系统和材料 4.1 复合外保温模板系统 4.1.1 复合外保温模板系统应包括保温模板、找平层、抹面层、 饰面层以及连接件，基本构造见图 4.1.1： 图 4.1.1 复合外保温模板系统基本构造 4.1.2 复合外保温模板系统的性能应符合表 4.1.2 的规定。 表 4.1.2 复合外保温模板系统性能要求
标准内容索引：
1 总 则..1
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火灾动力学模拟软件FDS及SMV可应用的研究领域
相关软件下载：火灾动力学模拟软件 FDS SMV
Fire Dynamics Simulator ( FDS ) 是用于低速流动的大涡模拟 (LES) 代码，重点是火灾中的烟雾和热量传输。
Smokeview ( SMV ) 是一个可视化程序，用于显示 FDS 和CFAST模拟的输出。
可以探索的研究领域：
大气流动物理和风边界条件
虽然 FDS 是一种可变密度、低马赫流量的代码，但它的设计并未考虑到大气流量。长度和时间尺度的范围、来自太阳辐射的热通量的变化、地形边界的不确定性以及流入和流出条件的变化，所有这些都使大气流动对 FDS 具有挑战性。在过去的几年里，我们一直在建立大气流动能力。然而，对大气流动进行更多的验证和验证还有很大的空间。
潜在的研究主题：添加尚未在 FDS 手册中实施的任何标准大气流量验证或验证案例。
在 FDS 中模拟风的首选方法是通过特殊的 OPEN 风边界。可以使用莫宁-奥布霍夫相似理论生成速度和温度的垂直剖面。
潜在的研究课题：当前用于产生风场的方法在相对平坦的地形上工作得相当好，但尚未对复杂地形进行严格的研究。
在可用于 FDS 验证的结构周围的地块或社区尺度上，几乎没有风场数据。
潜在研究课题：生成实验数据并在地块和社区尺度上对结构周围的风场进行模型验证。
使用水平集方法 (FDS-LS) 的荒地火灾蔓延
FDS 实现了一个简化的野火蔓延模型，该模型基于使用水平集方法跟踪火锋。该模型使用美国地质调查局 (USGS) 维护的LANDFIRE数据库中描述的 13 种燃料类型的目录。燃料数据库以 GIS 格式存储。数据可以作为图层加载到专用 GIS 工具中，例如 QGIS（开源）。LANDFIRE 数据库提供 30 米空间分辨率的“图块”，时间分辨率约为 10 年。QGIS 的插件，称为QGIS2FDS由 Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco（CNVVF，意大利消防和救援服务）的 Emanuele Gissi 和 CFD FEA Service（意大利维罗纳）的 Ruggero Poletto 开发，目前在美国数字高程地图 (DEM) 和 LANDFIRE 燃料数据库中作为 GIS 读取数据层。使用此工具，您可以快速创建 FDS 输入文件并运行级别集模拟火势蔓延，并提供多种火与风耦合选项。
潜在的研究主题：为 QGIS2FDS 添加同化历史天气条件以进行火灾模拟的能力。
潜在研究主题：将 FDS 水平集结果与美国和其他地方的历史火灾数据进行比较。
余烬物理
余烬有助于近距离观察和远距离观察。它们还在结构对结构点火中起主要作用。一般余烬模型分为三类：（1）余烬产生，（2）余烬运输，和（3）余烬点火（另一个表面或燃料包）。FDS 目前有一个非常简单的余烬生成模型，该模型基于规定的阈值密度和与当地风场的速度差。余烬传输的方式与洒水器的水滴传输方式相同。而且目前FDS中没有余烬点火模型。
潜在的研究主题：确定各种植被类型和火灾条件的余烬产量。
潜在研究课题：确定湍流运输对余烬运输的影响。目前，余烬通过过滤的速度场传输，而不考虑亚网格速度波动。亚网格波动和随机马格努斯效应对远程定位的可预测性有多重要？
潜在的研究课题：制定和测试余烬点火和远程定位的随机模型。
基于物理的火焰蔓延
FDS 的一个分支，名为 WFDS (Wildland FDS)，由美国林务局的 Ruddy Mell 开发，用于模拟 Wildland-Urban Interface (WUI) 中的火灾。该分支已合并回 FDS --- 今后WFDS 已弃用。
基于物理的火灾模型的两个关键应用领域是法医重建和预测规定烧伤的火灾行为。两者都依赖于强大而准确的模型。在 LOFM 项目的这一阶段，目标是确保基于物理的模型结果的可靠性。这只能通过严格的验证和确认过程来实现。
此外，FDS 现在具有三种不同的火焰传播模型可供使用。从表面上看，这些模型的保真度从水平集（最粗的水平，5 m 到 100 m 分辨率）到边界燃料方法（1 m 到 10 m 分辨率），再到拉格朗日粒子方法（最高水平，1 cm 到 2 m 分辨率）都提高了保真度）。从理论上讲，模型结果应该会有所改善。然而，目前无法保证方法的收敛性（这将需要重叠尺度上的数值一致性），也没有任何理由期望最高保真度模型能够提供更准确的火焰蔓延率结果。
潜在研究课题：在 FDS 中使用 LS、边界燃料和拉格朗日粒子方法重建有据可查的重大火灾事件。
潜在的研究课题：在 FDS 中使用 LS、边界燃料和拉格朗日粒子方法研究有据可查的规定烧伤。
烟羽喷射高度
美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 与美国林务局合作维护了一个烟雾预报系统，该系统负责 48 小时空气质量预报，美国卫星对火灾的连续探测是通过图像分析完成的，并估计火力基于像素强度。正如在火科学中众所周知的那样，火的力量决定了它的烟羽高度。在 NOAA 系统中，烟羽由美国林务局 Sim Larkin 开发的 BlueSky 模型建模。BlueSky 确定烟羽喷射高度，该高度被馈送到 HYSPLIT 代码，该代码实际上是排放的 2D 传输模型。预测的准确性已被证明对烟羽喷射高度的准确性最为敏感。
潜在研究课题：使用 FDS 改进 BlueSky 烟羽喷射模型。
高性能计算和数据可视化
在过去的几年中，FDS 已经发展成为成功的 HPC 代码。它几乎可以线性扩展到 10,000 个内核（在橡树岭国家实验室的 Titan 上完成）。我们通常在 100 个内核范围内运行验证案例。我们预计在未来几年内将我们的 linux 集群扩展到大约 2,000 个内核。
室外流是 HPC 代码的主要候选者。域往往是矩形的，具有统一块大小的简单域分解是设置问题的自然方式，从而导致良好的负载平衡和代码扩展。
我们正在快速接近，在某些情况下已经超越，数据可视化是我们计算能力的瓶颈。我们正在分析 Smokeview 的领域，我们可以利用并行计算算法（空间或时间），我们可以提高数据压缩和数据传输率的领域，并减少 Smokeview 对过时的依赖（在某些情况下完全不支持）库。
潜在研究课题：为FDS编写VTK输出格式，这是HPC数据可视化的标准格式。
潜在研究主题：在Qt（或类似）中开发概念验证应用程序，以读取和可视化 FDS 几何、3D 烟雾和切片文件。
潜在的研究主题：在 Smokeview 中展示改进的大规模 FDS 案例（100 个核心，数百万个粒子）的数据压缩和可视化。
压力求解器
在多网格（通常称为“多块”）模拟中，我们仍然需要改进压力求解器跨网格边界的耦合。跨越这些边界的压力解决方案中的不连续性是目前更广泛、更可靠地使用多网格方法的最大减速。希望确定一种计算有效的方法来执行这种耦合，该方法仍然允许使用直接压力求解器 (CRAYFISHPAK)，这是 FDS 快速的主要原因之一。FDS 目前包括一种通过迭代单个网格解决方案来收紧跨多个网格的压力解决方案的容差的方法，但这种方法相对较慢。
潜在研究课题：提高 FDS 并行版本在超大型计算集群（100+ 处理器）上的效率。使用传统并行计算术语的文档可扩展性。
FDS 算法的一个关键组成部分是投影方案，它通过结合连续性和能量方程来强制执行速度发散约束。该投影需要椭圆 PDE 的解，并且该约束对高效的分布式内存并行计算提出了问题。我们正在与 hhpberlin 的 Susanne Kilian 合作开发一种快速的全球压力求解器。我们还在研究共享内存机器上的 OpenMP 并行化。最初的 OpenMP 工作由伍珀塔尔大学的 Christian Rogsch 领导。后来，Juelich Supercomputing Center 的 Daniel Haarhoff 为 FDS 6 添加了 OpenMP。随着我们的发展，这两种方法对于建立具有最佳性能的稳健算法都非常重要。
潜在研究课题：自适应网格细化（AMR）。探索低马赫 LES 求解器中结构化网格细化的策略，并为火灾应用制定细化标准。这项研究的一个关键方面将集中在并行计算的负载平衡上。
燃烧
在 FDS 6 的开发过程中，集总物种框架和涡流耗散模型已被证明是稳健和准确的。然而，需要改进方法以允许更好地预测CO 和烟尘浓度的火焰中和火焰后预测。
FDS 验证指南包含火灾场景示例，其中包括两步反应，第一步生成烟灰和 CO，第二步氧化成CO2。两种反应都很快，但第一种反应优先于第二种反应。示例包括 Smyth Burner、Waterloo Methanol、UMD Line Burner、NIST RSE 1994 和 2007 以及 NIST FSE 2008。
潜在研究主题：两步反应方案有可能预测火焰包络内和氧气污染气体层内的 CO 和烟尘浓度。然而，从简单的机制中不清楚如何确定第一步中产生的烟尘和 CO 的相对量。
烟雾运输（应该翻译为烟雾扩散，机翻的）
最近在美国 NRC 赞助下在 NIST 进行的大规模实验包括测量的烟雾浓度大大低于 FDS 和 CFAST 的预测，即 NIST 区域火灾模型（US NRC，NUREG-1824）。Jensen Hughes 的研究人员提出了一种可能的解释，他们注意到大量烟雾会沉积在墙壁上，而火灾模型通常会忽略这种影响。从 FDS 6 开始，Jason Floyd 和 Kris Overholt 实施了一个可选的烟灰沉积模型，该模型使用经验相关性来预测烟灰沉积到墙壁上的速率，以及一个可选模型来预测烟灰随时间的聚集。
潜在的研究主题：量化沉积在表面上的烟灰质量的简化和全面实验。实验应隔离各种沉积机制（热泳、重力和湍流），以实现特定机制的独立 V&V。
潜在的研究主题：测量一系列燃料的燃烧后烟尘尺寸分布。在有和没有通风口的隔间火灾中随时间测量烟尘粒度分布。
潜在研究课题：沉积在表面上的烟灰氧化算法。
潜在的研究主题：根据烟灰沉积量对表面进行遮蔽的可视化技术。
气相抑制
模拟气相抑制（火焰熄灭）也是一个长期目标。FDS 5 有一个简单的、基于经验的火焰熄灭模型，该模型基于局部应用的氧下限概念，逐个网格单元。同样的概念也适用于使用可燃性下限的燃料流。验证工作正在进行中，以测试简单模型，并计划研究气体抑制剂和细水雾。
当前活动：由 Jensen Hughes 的 Jason Floyd 领导，我们正在为多步快速反应方案开发一致的消光模型。已经表明，燃料 + 空气 => CO + 其他产品后跟 CO + (1/2) O2 => CO2 形式的一组简单快速反应可以合理地预测通风不足的全球 CO 浓度车厢起火。然而，最初的热消光模型 (Vaari et al., IAFSS, 2011) 被设计为仅使用单一反应。
潜在的研究主题：识别并模拟火灾自熄或被稀释剂或抑制剂扑灭的全尺寸或缩小规模实验。结果可以添加到 FDS 验证指南中关于抑制的新章节中。
潜在的研究课题：将消光模型推广到 Damköhler 数 (Da) 方法，以捕捉应变对火焰消光的影响。
点火或重新点火（爆燃和回燃）的建模也是一个长期目标。新的集中物种方法将使这些领域的发展成为可能。值得注意的是，FDS 的低马赫数限制意味着无法计算接近爆炸事件的流量。
还应该注意的是，由于 EDC 燃烧建模方法，燃料在混合时立即燃烧（速率受湍流混合速率限制） ，因此虚假再点火目前仍然是 FDS 中的一个问题。当未燃烧的燃料遇到新鲜空气时，它将以数字方式燃烧，除非 AIT 参数已设置为高于环境空气温度的温度。当前版本的 FDS 允许在燃料表面附近有一个小的“试验”区域，其中 AIT 可以设置为 0 K（默认值），而 AIT 可以在其他地方设置得更高，以防止虚假重新点火。此功能显然是一种临时方法，但实际上是必要的。
潜在的研究主题：探索减少二氧化碳和烟灰形成和氧化预测的机制（国际火灾研究主任论坛 (FORUM) 确定为需要）。这些机制必须具有计算效率，并且能够用于通常由执业工程师进行的房间和建筑规模建模工作。
潜在的研究课题：已经灭绝的可燃气体的重新点火算法。目前，无论是否存在某种形式的点火源，如果 FDS 遇到足够的氧气，它都会燃烧燃料。
潜在的研究课题：建模回吸实验，并指出 FDS 目前缺乏某些必要的物理机制，需要与我们合作开发。
潜在的研究课题：湍流/化学相互作用 (TCI) 的处理。TCI是指物种浓度和温度的亚网格异质性对化学物种生产率的非线性影响。在火灾建模中，我们感兴趣的是 TCI 对 CO 和烟灰的形成和氧化以及对火焰抑制的影响。
潜在的研究课题：湍流/辐射相互作用（TRI）的治疗。TRI 是指物种浓度和温度中亚网格异质性对辐射发射和吸收速率的非线性影响。在火灾建模中，我们感兴趣的是准确预测辐射分数和热解表面的热反馈。
热解和固相
芬兰阿尔托大学的 Simo Hostikka 开发了描述边界固体内的热传导和热解的基本框架。该算法包括通过多层材料的一维热传递，以及允许多种材料进行多种反应的通用热解算法。
该领域的主要障碍仍然是材料特性数据的可用性。经过 30 年的模型演变，现在对于在火灾模型中模拟固体的基本方法已经达成了相当广泛的共识，但仍然存在测量必要材料属性的主要障碍。
除了材料特性之外，气体火焰和固相热解之间的双向耦合问题受到的关注非常有限。
潜在的研究主题：模型火焰传播（向上、横向和向下）用于表征良好的材料。
潜在的研究主题：在相对粗糙的工程级网格上展示准确的火焰传播计算。这可能涉及开发涉及对流和辐射传热的火焰表面相互作用的近壁亚网格尺度模型。
最近，我们为固相添加了 3D 传热模型。这种新方法的潜在应用之一是模拟向下的火焰蔓延。使 3D 模型对实际工程问题有用仍然存在一些挑战。
潜在的研究课题：开发实体 OBStructions 的内部改进。
潜在研究课题：3D 传热的实施和隐式时间积分方案。
潜在的研究课题：当前代码要求至少一种固相细胞厚度。彻底检查传输方案以启用 2D 横向热传输，同时在壁法线方向上使用壳单元（通常的 1D 方法）。
潜在的研究主题：3D 传输带来了更准确地处理化学物质的质量传输的可能性，这对于炭氧化或阴燃泥炭火灾可能很重要。实施用于在 3D 固体中传输气态物质的多孔介质模型。
液池蒸发
预测液体池燃烧速率的能力基于使用固体热解求解器进行一维热传导和池表面蒸发的简单模型。蒸发程序的早期版本基于平衡气体压力，但自 FDS 6 以来，已使用传质数方法。
预测液体层（或透明固体）温度的一个重要方面是计算内部辐射。最近的工作表明，很难指定一个单一的平均吸收系数来很好地预测近地表和水池深处的辐射吸收。正在实施内部一维辐射的全谱 K 分布 (FSK) 方法。
潜在研究课题：基于Schuster-Schwarzschild近似对柱面坐标和球面坐标进行二通量模型的推广。（已经尝试过，但结果很困难。）
潜在的研究课题：使用 FSK 方法需要一个工具来计算光谱数据的 k 值和正交权重。从光谱数据生成此类模型参数将需要简单且记录良好的支持程序，这些支持程序在 FDS 存储库中传播和维护。
传热传质系数
在 FDS 使用的具有近壁面建模的 LES 中，我们需要“壁面函数”来为动量（壁面应力）、能量（对流热传递）和物质传输（质量传递）提供正确的壁面通量。大多数简单的壁面函数都是使用风洞数据导出和测试强制对流的。在火灾中，瑞利数可能非常高，因此我们经常处于需要考虑混合强制和自然对流现象的情况。
潜在的研究课题：在存在吹气（从表面传质）的情况下，在曲线表面上开发和测试混合对流传热和传质模型。
FDS 使用拉格朗日粒子来表示未解析的子网格对象，用于电缆火灾等应用，以及燃烧植被是荒地火灾。用于这些应用的传热和传质模型的形式可能对结果产生主导顺序影响。迄今为止，关于在浮力或强制对流中燃烧物体的传热和传质系数的数据很少。直接测量复杂植被传热系数的实验技术尚未开发出来。将这些方法进一步扩展到植被燃烧的情况将对该领域做出重大贡献。
潜在研究课题：对不同类型的植被进行风洞试验，以确定冷流和燃烧条件下的传热和传质系数。
液滴、颗粒和分散的第二相
与气相和固相相比，喷雾动力学、喷雾传热和其他与分散的第二相相关的领域的代码开发是适度的。未来的工作领域包括改进对液滴和颗粒的跟踪，改进与液滴和颗粒之间的辐射传热，以及改进液滴和颗粒与气相和固相之间的相互作用。这些领域将包括具有燃烧颗粒（火牌）的能力，并更好地考虑表面润湿、表面抑制和液滴表面渗透。
潜在的研究课题：验证从环境温度到火焰温度范围内的液滴蒸发速率。
潜在的研究主题：模拟标准 ADD（实际输送密度）和 RDD（所需输送密度）喷水器批准测试。添加到 FDS 验证指南中关于抑制的章节。
潜在的研究课题：改进密集喷水的建模。目前，水滴不相互作用。
潜在的研究课题：计算有效的方法来模拟固体上的液滴和薄膜流动。
潜在的研究课题：改进从液滴和薄膜到固体的传热建模。
复杂几何
FDS 一直与结构化的笛卡尔块几何联系在一起。鉴于热释放的零级规范通常是火灾模型所能预期的最佳规范，因此块几何形状通常不被视为限制因素。然而，至少，为像圆柱这样简单的东西输入几何信息通常是一个繁琐的过程。随着我们开始用 FDS（火势蔓延、大气流动）解决更具挑战性的问题，我们逐渐被迫考虑二阶物理过程，因此我们需要在固体界面处进行二阶数值处理。例如，首先，野火的蔓延是由地表风决定的。在发生这些火灾的山区，
对于即将推出的 FDS 7，我们开发了一个新的几何模块，该模块基于作为原始几何元素的三角形面创建固体表面界面。该领域的研究需求主要涉及确保与3D笛卡尔求解器（OBST）的一致性以及域旋转下数值解（到二阶）的不变性。
潜在的研究课题：使用 GEOM 线开发验证测试。
潜在研究课题：为复杂几何添加验证案例。
结构-火耦合
了解结构对火灾的响应对于建筑设计至关重要。用于结构分析的有限元模型需要热边界条件。这些边界条件通常由时间-温度曲线（原始火灾模型）规定。越来越多的人希望从 FDS 等火灾模拟中考虑热条件。目前，在 FDS 和 FEM 仿真之间只有一种单向耦合是可能的。Julio Caesar Goncalves da Silva 开发的结构交互脚本代表了该领域的最新技术。
潜在的研究主题：编写脚本以利用边界文件 (BNDF) 而不是设备 (DEVC) 输出温度，以单向耦合到 FEM 模型。
潜在研究课题：利用有限元模型开发双向耦合。
计算风工程
由于 FDS 正在开发用于处理荒地火灾模拟，特别是为了准确预测宗地和社区规模的火灾行为，它必然需要处理大型建筑物计算风工程中设计参数中典型的强风。例如，FDS 必须能够准确预测结构表面的压力系数，以便预测低压区在何处会增加余烬堆积和着火的可能性。
FDS 已经证明，通过足够的网格分辨率，它可以捕获与笛卡尔网格对齐的直线结构的平均、最大和 rms（均方根）压力系数。
潜在的研究主题：使用复杂的几何形状，使用西安大略大学的风洞数据进行彻底的验证研究。
参考资料：TCE Ho、D. Surry 和 D. Morrish。NIST/TTU 合作协议—风暴缓解倡议：在通用低矮建筑上进行风洞试验。技术报告 BLWT-SS20-2003，边界层风洞实验室，西安大略大学，伦敦，加拿大安大略省，2003 年 5 月。
主动防火系统
在 2006 年国际火灾研究主任论坛 (FORUM) 研讨会上，提高预测主动防火系统对火灾发展和燃烧产物命运影响的能力被确定为火灾研究的最重要研究课题社区。FDS 的许多未来发展将集中在这个主题上。影响灭火系统建模的问题已经在有关燃烧（模拟气相抑制）和液滴、粒子和分散的第二阶段（水喷雾的描述）的部分中得到解决。特别是细水雾系统的建模应该得到解决，因为它们正在迅速变得普遍。除了 FDS 的基本物理子模型外，还需要对抑制系统的描述进行改进。例如，
潜在研究课题：与芬兰 VTT 合作，更好地表征细雾的喷雾并验证 FDS 的雾抑制。
潜在研究主题：开发和验证非水抑制系统（如惰性气体、气溶胶发生器、二氧化碳和碳氟化合物）的方法（用于定义输入和评估消光）。
辐射
FDS 版本 1 使用发热粒子来表示火。辐射传输包括从粒子到表面的蒙特卡罗射线追踪，本质上是在表面上绘制火的辐射部分。热表面和热气层不是发射器。
在 FDS 2 开发的早期，人们认识到 FDS 被用于表面和气体参与很重要的条件，因此需要一个新的辐射模型。最终开发的模型包括使用RadCal（由 Jason Floyd 在 NIST 博士后添加）生成吸收系数查找表和有限体积法辐射传输模型（由 VTT 的 Simo Hostikka 开发）。这种方法消耗了大约 20% 的计算时间，并且对于更简单的燃烧模型版本通常表现良好。最初的实现为混合物生成了查找表，并且使用局部混合物分数来寻找吸收系数值。将混合分数模型推广到集中物质方法需要在表格中进行简化。在 FDS 6 中，不同的气体贡献通过简单的叠加相加。
理想情况下，我们更愿意在实际模拟过程中计算吸收率，而不是尝试使用无法满足正在开发的更复杂燃烧模型需求的查找表。然而，目前的验证工作表明，使用查找表导致的错误并不大（事实上，不清楚这些错误是否大于我们用于验证的实验数据中的错误），因此任何新的生成方法吸收率或辐射源术语所消耗的时间不应比辐射传输当前使用的时间长得多。例如，每次计算辐射传输时，可以为每个网格单元调用RadCal，但这会消耗大量资源。
使用灰色气体近似的一个特殊挑战是需要指定辐射的特征路径长度。对于吸收光谱非常不均匀的气体，如水蒸气，路径长度是一个重要参数。如果场景包括许多不同的几何长度尺度（例如隧道），则为路径长度定义单个值会变得很麻烦。目前正在研究避免使用路径长度的方法，包括全谱 k 分布方法。这种方法应该能够以相对较低的成本解决辐射的光谱内容，但 FDS 的可行性仍有待证明。
潜在研究课题：研究减少射线效应的方法。
潜在研究主题：确定定义辐射长度尺度的更好方法或从窄带数据计算“路径平均”吸收系数的另一种方法。
潜在研究课题：参与介质替代方法的实施，包括k分布方法和WSGG方法。
建筑系统
国际火灾研究主任论坛 (FORUM) 已将确定建筑物设计各方面与建筑物居住者安全之间关系的能力确定为前五个研究重点之一。对于整个建筑物的分析，环境控制系统是有毒燃烧产物通过建筑物移动的主要因素。FDS 6 与第一代 HVAC 模型一起发布，作为评估 HVAC 系统对烟雾运动影响的第一步。需要进一步开发以考虑控制系统行为、物种的传输延迟、HVAC 系统内的燃烧、气溶胶的沉积，并支持管道内火灾探测系统的建模。
潜在研究课题：提高 HVAC 求解器和 FDS 压力求解器之间耦合的稳定性。
潜在的研究主题：确定通过暴露于烟尘的过滤器的流量损失的算法，模拟管道传热的简单方法，模拟 HVAC 管道网络内的混合和燃烧过程的计算有效方法，考虑运输延迟和管道中的大容量存储。
潜在工具开发：用于开发输入以对复杂 HVAC 网络进行建模的用户界面和可视化工具，以帮助了解基于用户输入的网络系统的复杂连接性（以帮助更好地诊断问题）。
火灾毒性
在 FDS+Evac 开发的背景下，我们使用 SFPE 防火工程手册（Purser，2008a）中介绍的分数有效剂量方法。对于这些计算，我们需要将任意有毒物质定义为燃烧产物的能力。这些物质的浓度通常很小，以至于在气体传输计算中不需要考虑它们（可能有例外）。
由于某些气体是在通风良好的条件下产生的，而另一些是在通风不足的条件下产生的，因此让用户定义气体是否与主要的碳载体物质以固定比例出现可能是合理的，如上文“燃烧”部分所述。假设 CO 模型有效，这将引入通风不足的产品。
在 FDS6 中，FED/FEC 算法将识别以下物种：
窒息剂：CO、HCN、低氧、CO2
刺激物：HCL、HBr、HF、SO2、NO2、CH2CHO（丙烯醛）、CH2O（甲醛）、X（用户定义）
潜在的研究课题：这些物种在不同条件下的产量，与二氧化碳或二氧化碳的产生有关。
火灾动力学模拟软件 FDS 6.7.7 SMV 6.7.18 安装包（win64位）2021年11月19日发布.exe
本人研究生专业方向是消防工程，最近在做学位论文相关的研究，顺便自己用的火灾动力学模拟软件 版本分享给大家
Fire Dynamics Simulator (FDS )是用于低速流动的大涡模拟 (LES) 代码，重点是火灾中的烟雾和热量传输。
Smokeview (SMV )是一个可视化程序，用于显示 FDS 和CFAST模拟的输出。
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以下机翻的，有兴趣的可以了解
FDS 和 Smokeview 于 2000 年正式发布。然而，在 2000 年之前的二十年里，NIST 由 Howard Baum、Ron Rehm 和 Kevin McGrattan 为不同的应用和研究开发了使用基本 FDS 流体动力学框架的各种 CFD 代码。在 1990 年代中期，许多这些不同的代码被合并为最终成为 FDS 的代码。在 FDS 之前，各种模型被称为 LES（大涡模拟）、NIST-LES、LES3D、IFS（工业火灾模拟 器）和 ALOFT（大型室外火羽轨迹）。
早期的 NIST LES 模型使用 Boussinesq 近似描述了烟雾和热气体在外壳中的传输，其中假设流动中的密度和温度变化相对较小。使用这种形式的模型的大部分早期工作都致力于 Navier-Stokes 方程的低马赫数形式的制定和基本数值算法的开发。
最终，Boussinesq 近似被放弃，模拟开始包括更多特定于火灾的现象，例如火羽、天花板喷射、喷水器激活、仓库火灾和大型石油火灾。早期的验证工作令人鼓舞，但仍指出需要改进水动力模型。为了解决这个问题，我们在 1998 年引入了 Smagorinsky 模型来关闭 LES 亚网格应力。由于局部应变率和湍流粘度之间的关系相对简单，这种添加提高了模型的稳定性。
FDS 的第一个正式版本于 2000 年发布，旨在大规模模拟规定的、通风良好的火灾中的烟雾运动，非常适合模型无法预测火灾的热释放率，而是由模型指定的设计工作。具有管辖权的权威机构，或 AHJ。在接下来的几年里，时任 NIST 博士后研究员的 Jason Floyd 和芬兰 VTT 的 Simo Hostikka 作为 NIST 的客座研究员，分别开发了基本燃烧模型和有限体积辐射传输求解器。这些改进在版本 2 (2001) 中实现。版本 3 (2002) 和 4 (2004) 对这些例程进行了逐步改进，同时引入了并行处理和各种针对火灾的功能。
在 NIST 调查世界贸易中心倒塌和车站夜总会火灾期间，很明显需要 FDS 做什么才能使其成为重建火灾的有效工具。到目前为止，FDS 已被 FPE 社区用于设计应用程序，并在一定程度上用于取证工作，但调查范围将模型推向了极限。到 2005 年，很明显 FDS 需要进行大修，因此我们着手创建一个新版本 (FDS 5)，该版本将显着提高模型的灵活性和功能性。这项工作沿着两个广泛的前沿进行——气相和固相。简而言之，更好的燃烧和更好的热解。第 5 版于 2007 年发布。它对输入参数和结构进行了重大修改。在接下来的三年中逐渐增加了改进，并于 2010 年开始 FDS 6 的工作，并于 2012 年秋季开始 Beta 测试。FDS 6 于 2013 年秋季正式发布。此后逐渐改进了流体动力学，化学和多网格计算。HVAC 解算器是模型的一个关键补充，也包含在版本 6 中，并且一直在稳步增强。
FDS 7 的计划包括通过高阶浸入式边界方法处理复杂、非结构化几何的能力。浸没物体表面附近的标量传输将使用切割单元方法处理。
关于该软件可以用于研究的课题，详见：火灾动力学模拟软件FDS
PS：FDS 7 目前处于beta版本状态
FDS下载 附件版本为FDS6.7.7 SMV 6.7.18 均为最新稳定版，适合做研究做论文（论文中最好不要用处于测试的版本，容易产生莫名其妙的错误和误差）
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