城市地下交通联系隧道排烟方式探讨

城市地下交通联系隧道(Urban Traffic Link Tunnel,UTLT)主隧道一般呈环形,交通流量大且隧道高度较低等特点决定了其火灾风险性较高。一旦发生火灾,如何把烟气控制在一定范围内,并快速有效的排出隧道成为UTLT工程设计的难题。目前常采用的依靠射流风机单方向诱导通风排烟的方式不能完全解决UTLT通风排烟问题。本文以北京市CBD UTLT为工程依托,在综合分析了前人对UTLT排烟方法的研究基础上,提出了一种基于火源附近竖井排烟,两侧射流风机相向平衡压力的通风排烟方式。利用CFD软件Fluent 13.0对典型火灾场景不同工况下烟气流动进行了数值模拟。模拟结果表明火源附近竖井排烟,合理开启两侧射流风机相向平衡压力的通风排烟方式可以将烟气控制在较小范围之内。     

气流诱导技术在扁平地下车库的防排烟模拟研究

通过分析地下车库类建筑火灾特点以及射流风机流场结构,提出利用射流风机的导流作用辅助排烟的做法,并进行了CFD模拟验证.结果显示,射流风机经过合理布置,可以提高地下车库内的排烟效率,使空间内维持一定面积的清晰区域,有利于消防员快速寻找火源,遏制严重后果的发生.     

盖下列检库射流风机与机械排烟系统协同排烟效果分析

应用FDS软件对某典型上盖开发式动车车辆段的盖下列检库射流风机与机械排烟系统协同排烟效果进行了模拟研究。通过分析火灾时烟气扩散速度、烟气层分布特征、一氧化碳浓度分布以及排烟效率等指标,对射流风机协同机械排烟和单独机械排烟的排烟效果进行对比研究。研究表明：射流风机协同机械排烟可有效减慢烟气的扩散速度,并且可降低库内大部分区域的烟层厚度,增加排烟口处的局部烟层厚度,以提高机械排烟系统的排烟效率。与单独的机械排烟工况中排烟效率相比,射流风机协同排烟将最不利排烟效率从33.1%提升至53.9%,最佳排烟效率从44.3%提升至55.1%。且在射流风机协同排烟工况中,对于库内一氧化碳的沉降控制和排烟效率,开启两组射流风机且距火源近端的风机组与相近排烟支管距离为风机的有效射程时效果最佳,且随火源远端风机组的向下倾斜射流角度逐渐增大至与水平面呈45°夹角,一氧化碳的沉降控制效果和排烟效率都提升。     

自然排烟有效性对扁平空间烟气层的影响

针对采用自然排烟方式的扁平空间建筑火灾,采用1∶20缩尺寸模型,研究不同排烟失效模式、火源功率和火源位置等因素对烟气层特性的影响。使用天平记录燃料质量变化并计算火源功率,采用热电偶采集顶棚下烟气层温度数据,研究扁平空间顶棚低温区和高温区的分布特性。试验表明:各工况下燃料质量损失速率变化不大;火源靠近壁面时,高温烟气区占比减少;排烟口和补风口的多种失效模式对扁平空间火灾的顶棚烟气层分布特征影响较小。     

地下车库风管排烟方式与诱导排烟方式的数值模拟研究

采用FDS软件,模拟分析了风管排烟与诱导排烟2种排烟方式在与自喷耦合作用下对车库内气流速度场、温度场、CO浓度、能见度、烟气层高度的控制效果,以及对自喷喷头启动的影响。结果表明,2种排烟方式对车库火场中各指标的控制均满足人员疏散要求,但诱导排烟方式在烟气层稳定性和烟气层高度控制方面均不及风管排烟方式,易造成火源下游相关条件较差,影响疏散,认为诱导排烟方式不适用于人员密集的场所。鉴于车库人员较少,为提高单位停车效率,可考虑使用诱导排烟方式替代风管排烟方式。     

公路隧道射流风机与竖(斜)井排出式组合通风排烟设计及控制方案研究

针对公路隧道射流风机与竖(斜)井排出式组合通风排烟方式建立系统设计理论计算模型,分析不同工况下的通风排烟控制方案要求及影响因素,并进行实例分析,以便为该组合通风排烟方式的系统及通风排烟控制方案设计提供参考.     

隧道重点排烟模式下诱导通风对效率的影响

数值模拟研究了重点排烟模式中诱导通风对公路隧道排热效率的影响。选取隧道平坡度段20 MW火源功率,无排烟、无诱导通风、不同诱导通风速率的13组火灾工况,分析不同火灾工况下烟气层运动状态和排烟口、排烟道的排热效率。结果表明,开启排烟风机后排烟道的排热效率为41%,设置纵向诱导通风后,排烟道排热效率为22%～25%;随着诱导通风速率增加,隧道两端排烟口的排热效率增加,中间排烟口的排烟效率降低。     

地铁区间列车火灾烟气特性及控制策略的数值模拟

为了探究火灾发生后风机启动时间对地铁区间烟气控制的影响,现以内径为5.5m圆形盾构地铁区间隧道为研究对象,采用数值模拟方法研究不同火源功率(5、7.5、10 MW)下隧道内烟气的温度分布,分析了4种火灾工况下隧道顶部最高温度值以及出现位置,研究了风机延迟启动时间对隧道内烟气温度分布的影响。结果表明,隧道顶部最高温度随火源功率增大而增高;纵向通风风速会造成隧道顶部最高烟气温度区域向通风方向偏移,但随着火源功率增加,排烟风速的影响会逐渐减弱;延迟启动风机会破坏烟气层的稳定性,导致烟气沉降到列车的车厢位置,从而会影响乘客安全疏散。     

射流风机与火源距离对地下环形隧道烟气流动的影响研究

以某地下环形隧道为原型,使用ICEM CFD 14.0建立了一条城市地下环形隧道模型。运用Fluent 14.0模拟研究了不同火源功率时,射流风机组与火源距离对烟气流动的影响。通过对烟气回流长度、水平温度及隧道内部压力分布的分析,得到了射流风机与火源距离对烟气流动的影响规律。结果表明,城市地下环形隧道射流风机组与火源的最佳距离为50m左右。研究成果可为城市地下环形隧道射流风机组位置设计提供参考。     

垂向射流与挡烟垂壁组合控制烟气蔓延研究

利用FDS模拟走廊中设置垂向射流与挡烟垂壁组合方式对高层建筑火灾烟气控制效果的影响.比较几种火灾模式下烟气的温度、浓度分布.结果表明,采用垂向射流与机械排烟结合的烟气控制模式比单纯机械排烟的效果明显提高;前室部分加压并在前室门前2 m处设置垂向射流,同时在垂向射流和机械排烟口之间布置挡烟垂壁的组合控制模式具有最佳的烟气控制效果.     

基于FDS的公路隧道火灾可逆射流风机通风疏散研究

随着我国公路隧道从高速建设期转变为建设与管理并重期,可逆射流风机在隧道通风系统中得到广泛应用。为探究可逆射流风机在隧道火灾下通风运行方式对人员疏散的影响,依托广东山隧道,采用5,20 MW两种火源功率,研究不同射流风机运行方式下隧道中部区域烟气、温度、CO体积分数及能见度的变化特性。结果表明,自然风和射流风机的出口气流均会破坏烟气-空气分层结构。在隧道内部1 m/s纵向自然风的影响下,面对不同功率火源,射流风机运行模式与人员疏散方向应随之改变。     

地下车库火灾烟气运动规律的实验和数值仿真

对西安地区地下车库进行调研,得到汽车出入频'度范围为0.23～1.33 h-1.采用模型实验和FDS数值模拟的方法对地下车库火灾烟气运动进行研究,分析烟气运动规律以及排烟量、火源位置和强度对烟气控制方面的影响.结果表明:排烟量增大20%,烟气浓度减小7%,能见度不与排烟量的增大成正比;火源位于空间中心位置的火灾危害最大.     

金融街B5建筑地下车库通风系统及防排烟设计——无风道诱导式通风排烟系统的应用

介绍了该地下车库通风和防排烟系统的设计,重点探讨了射流诱导风机在狭长型地下车库通风系统的应用。     

建筑双层玻璃幕墙火灾行为分析

为研究防火挑檐、自燃排烟窗对双层玻璃幕墙烟气控制效果,通过FDS火灾情景模拟研究玻璃幕墙烟气流动特性。建立6个不同参数的工况,对比其能见度降低速率、温度变化曲线以及温度切面变化,得到玻璃幕墙建筑烟气流动规律以及有无防火挑檐、排烟窗数量不同、排烟窗位置不同、排烟窗宽度不同的工况烟气控制效果的差异。结果显示,玻璃幕墙空腔中部温度最低,顶部与火源层温度最高;防火挑檐与自然排烟窗对烟气蔓延控制作用部位、形式不同,但控制效果都较为明显。     

集群式诱导通风技术在铁路隧道防排烟设计中的应用

本文通过对某铁路隧道通风与防排烟设计进行理论计算和数值模拟分析,并结合该隧道的防排烟效果现场测试,研究了集群式诱导通风技术应用于铁路隧道通风与防排烟设计中的可行性.结果表明,采用集中布置射流风机的诱导纵向通风方式,能够在隧道内形成较为稳定的纵向风速,能够满足隧道防排烟设计对临界风速的要求.这种通风模式可有效降低铁路隧道内连续布置射流风机的施工难度,有利于运营管理和集中维护,增强了隧道诱导通风方式的适用性.     

曲线隧道射流风机通风效率优化研究

隧道射流通风系统中的射流风机布置方式可以直接影响到隧道通风系统的通风效率,其中曲线隧道的射流流场分布规律又区别于一般直线隧道。本文以建宁西路地下互通工程为依托,采用CFD 软件针对曲线隧道中射流风机的横向间距与布置位置、风机偏转角度、纵向间距等参数进行数值模拟,分析了不同工况下的流场分布、风机升压能力。结果表明：在曲线隧道中,当射流风机横向间距为2 倍风机直径,且靠近隧道凸面朝凹面区偏转5°~10°时风机下游流场分布较为均匀,隧道通风效果良好;射流风机纵向布置间距不宜大于100 m。     

外部环境对城市地下隧道火灾烟气扩散影响的研究

采用CFD方法运用κ-E双方程模型,分别对不同外部环境下隧道匝道口火灾时烟气扩散情况进行模拟,比较不同温度和外界风速情况下烟气扩散及控制效果.结果表明:无外界风时,射流风机产生的导烟气流能迅速将大量烟气排出隧道,但随着外界风力的增强,导烟作用降低,隧道内烟气的排出越来越困难,且隧道内烟气温度随之降低,烟气沉降也更加严重;夏季排烟效率相对冬季降低了11.1%,北匝道内烟气平均温度升高了50K,冬季外界风力为0.8m/s和2.12m/s时,排烟效率相对冬季无外界风时分别降低了22.4%和9.8%,北匝道内烟气平均温度降低了30K和75K.     

纵向通风与坡度对隧道竖井排烟影响数值模拟

以某公路隧道为研究对象,采用开启6个竖井的双向均衡排烟模式。利用FDS对纵向通风与坡度影响下的竖井排烟效果进行数值模拟,通过分析不同工况下竖井内的烟气扩散特性、温度场分布及烟气质量浓度变化,获得隧道内竖井排烟速率的变化规律。结果表明:火源位于隧道中间时,在无纵向通风和纵向风速较小时,竖井下方均会出现烟气层吸穿现象,排烟速率较低;风速增加,火源下游的竖井排烟速率较大;风速大于2.0 m/s时,火源下游的竖井出现边界层分离现象,排烟速率降低;改变隧道坡度并不影响竖井下方的自然排烟效果。     

地下大空间步行街火灾自然排烟有效性热烟试验

采用热烟试验方法研究某地下大空间步行街区采用自然排烟模式的有效性。火源面积为 2 m2 ,火源的功率约为1 500 kW,设置 3 处典型火源位置。结果表明,在自然排烟模式下,大部分烟气在热浮力作用下通过火源上方的自然排烟口排出至室外,仅在局部区域产生少量烟气的聚集、沉降现象。在模拟计算的人员疏散时间内,疏散路径及疏散出口能见度高,总体控烟排烟效果明显,烟气流动沿程的温度变化对人员疏散行为的影响不明显。     

金融街B5建筑地下车库通风系统及防排烟设计——无风道诱导式通风排烟系统的应用

介绍了该地下车库通负和防排烟系统的设计，重点探讨了射流诱导风机在狭长型地下车库通风系统的应用。