实验以华北水利水电大学龙子湖校区图书馆大楼为典型的消防工程实例，虚拟现实情节，模拟火灾发生及其烟气羽流情况，透视呈现出系统构成细节和设备运行场景，动态模式演示排烟系统的总体构成和工作原理，包括排烟口、排烟管道、排烟风机、排烟防火阀、报警控制器、模块、火灾探测器等部件的细部。

实验中利用火灾动力学和虚拟仿真技术模拟真实的火灾情况和排烟系统工作状况。实验中利用不同尺寸的燃烧盘和燃料模拟不同工况的火灾，利用火灾动力理论预先计算不同规模的火灾参数，例如火灾热释放速率、羽流质量，羽流体积、烟气温度、烟气层高度等，并以火灾参数来计算评估排烟系统的排烟效果。但是本实验中所使用的计算方法是在理想的条件下对实际的火灾过程理论计算，这种计算是一种简化计算，和实际火灾有一定的误差，而且即使是真实的火灾实验测量也存在一定的误差，为了使火灾的虚拟仿真实验和的真实的火灾实验更相似，在仿真脚本中对各参数的计算加入了一个随机数，这个随机数可以使每次实验都能呈现一个误差范围在3%以内的不同结果。

通过精细设置交互操作任务和考核题目，将重要知识点穿插其中，利于学生深入领会系统组成和工作原理。

一、建筑排烟系统组成

1、排烟风机，一般可采用离心风机、排烟专用的混流风机或轴流风机，也有采用风机箱或屋顶式风机；排烟风机应保证在280℃的环境条件下能连续工作不少于30min。

2、排烟管道，截面形状为矩形或圆形，采用不燃材料制作，常用的排烟管道采用镀锌钢板加工制作，并应采取隔热防火措施或与可燃物保持不小于150mm的距离。

3、排烟防火阀，平时呈开启状态，火灾时当排烟管道内温度达到280℃时关闭，并在一定时间内能满足漏烟量和耐火完整性要求。排烟防火阀一般由阀体、叶片、执行机构和温感器等部分组成。排烟防火阀具有手动、自动和信号反馈功能。火灾发生后，当排烟系统中的烟气温度达到或超过280℃时，感温元件动作，阀门自动关闭，并切断风机控制箱内的二次控制回路，风机停止运行，防止火灾向其他部位蔓延。排烟防火阀一般安装在排烟风机入口处、排烟管道穿越防火分区处、排烟系统支管上。

4、排烟口，安装在机械排烟系统的管道上，作为烟气吸入口，平时呈关闭状态并满足允许漏风量要求，火灾或需要排烟时手动或电动打开，部分排烟口外加装饰用的百叶风口。

二、建筑排烟系统组装要求

1、排烟系统组件的安装顺序，排烟口、排烟防火阀、排烟风机、排烟出口的顺序应正确。

2、排烟系统组件的安装方向，排烟风机、排烟防火阀、排烟口的方向应正确。

三、排烟量计算

1、烟气质量生成率，火灾烟气是有浮力的，着火后产生的烟气从火源上方的羽流中升起并撞击到顶棚，形成顶棚射流，当顶棚射流水平蔓延到空间的围墙时形成烟层。随后烟层开始下降，烟层界面的下降速率依赖于从羽流中升起烟气的速率，也即烟气质量生成率。

2、羽流类型。烟羽流的形状有轴对称羽流、边墙羽流、墙角羽流等。

轴对称羽流，如果火灾发生在房间中心会产生轴对称羽流，其沿整个羽流高度可以从各个方向卷吸空气，直到羽流淹没在烟层中。

边墙羽流，靠墙发生的火灾，只在羽流周长的1/2区域卷吸空气。火灾和边墙羽流在几何形状上来看只是轴对称羽流的1/2，边墙羽流的烟气质量生成率可视为相应轴对称羽流的1/2。

墙角羽流，如果火灾发生在墙角，并且两墙成90º角，这种火灾产生的羽流为墙角羽流。墙角羽流也和轴对称羽流相似，其烟气质量生成率可视为相应轴对称羽流的1/4。

四、排烟系统工作过程

1、房间内模拟火灾发生（某个物体着火），附近的感烟探测器和手动报警按钮发出触发信号的联动控制方式。

2、房间内模拟火灾发生（某个物体着火），附近的感烟探测器和手动报警按钮发出触发信号的手动控制方式。

3、现场操作排烟口开启装置的连锁控制方式。

4、用感烟探测器检测装置（即加烟装置）加烟，探测器和手动报警按钮发出触发信号的联动控制方式。