某城市铁路隧道火灾时人员安全疏散及横向通道设置的研究

基于FDS和FDS+Evac软件对城市铁路隧道火灾情况下人员疏散及横向通道设置进行研究。应用FDS软件建立地下铁路隧道模型,对火灾场景进行数值模拟,确定了可用安全疏散时间(ASET)。利用FDS+Evac软件对不同横向通道条件下的人员疏散进行模拟和分析,确定必需安全疏散时间(RSET)。通过对比分析,确定了在最不利火灾条件下保证人员安全疏散的横通道设置方案。设置方案对于工程上同类型铁路隧道的横向通道设计具有一定的参考价值。     

特长铁路隧道横通道间距设置问题研究

铁路隧道的横通道作为灾害发生后的安全疏散通道,其间距的设置在人员安全疏散中是至关重要的。本文以特长铁路隧道为研究对象,从人员安全疏散的角度出发,运用疏散模拟软件STEPS建立人员安全疏散计算数学模型,模拟计算了两种火灾场景在不同横通道间距情况下人员疏散所必需时间,通过与人员安全疏散可利用时间比较,判断人员疏散的安全性,给出了一般特长铁路隧道横通道间距设置方案,为特长铁路隧道安全疏散设施的优化设计提供理论依据。     

高海拔单洞+服务隧道横通道间距设置研究

以火灾工况下人员安全疏散作为控制标准,同时考虑高海拔对烟雾扩散以及人员逃生速度、心理等因素的影响,建立随机停车最不利工况下火灾计算模型以及人员逃生计算模型,分别计算人员逃生可用安全疏散时间及必需安全疏散时间,研究海拔超过3 500 m单洞+服务隧道满足乘车人员全部安全逃生的最佳横通道间距。计算结果表明:在高海拔地区隧道内列车发生火灾且随机停车模式下,将计算所得人员逃生可用时间与人员逃生必需时间进行对比,为保证人员疏散安全,此类铁路隧道横通道间距应250 m设置一道。计算结果可为类似高海拔隧道横通道间距设计提供参考。     

公路隧道横通道人员通过率试验研究

火灾疏散救援通道设置是隧道安全疏散设计的核心。通过对高速公路隧道横通道人员通过率的试验测试研究,设置不同疏散宽度、疏散人数及反向率,研究对人员疏散效率的影响。提出不同横通道宽度、人员密度与横通道通过能力之间的关系式。人员疏散试验数据及研究结果可为隧道火灾时的逃生疏散时间计算与救援能力分析提供技术支持和参考。     

水下盾构隧道横通道对人员疏散的影响

以某海底特长公路隧道工程为实例,设置50 MW火灾的场景,通风风速为1.0、2.0 m/s,利用FDS对火灾发展状况进行模拟,利用Pathfinder对竖向疏散和横向竖向相结合两种疏散方式进行研究。通过对比安全疏散时间发现:两种疏散方案均能满足人员安全疏散要求;设置竖向疏散并增加两条及以上横通道可一定程度上提高人员的疏散效率,但增设一条横通道疏散效率仅能提升2.1%,采用竖向疏散方式完全满足人员安全疏散要求。考虑到水下盾构隧道设置横通道的施工风险,建议采用竖向疏散方式。     

基于BIM技术的火灾仿真与人员疏散仿真的耦合研究

针对传统隧道火灾模拟因简化而与真实火灾场景偏差较大的现况,以大型盾构隧道东六环地下道路为依托,基于BIM技术进行火灾仿真与人员疏散仿真的耦合研究。首先在人行横通道和竖向疏散楼梯尺寸满足规范的前提下,对人行横通道间距结合不同竖向疏散楼梯间距对人员疏散的影响进行耦合研究,通过与非耦合疏散结果对比,揭示出不同烟气条件对人员疏散过程的耦合影响程度,从而得出东六环地下道路人行横通道和竖向疏散楼梯间距的推荐值,并发现耦合研究可以使模拟结果更接近真实情况。然后基于重点排烟模式进行隧道内人员疏散的模拟研究,得出东六环地下道路采用重点排烟模式时,在上述疏散参数推荐值下的人员安全疏散策略。该研究所采取的方法可为其他工程火灾工况的人员疏散模拟分析提供借鉴。     

长大型公路隧道结构防火及消防安全探讨

介绍了近年来国内外典型公路隧道火灾案例,阐明了隧道火灾的特点及危害。分析了火灾条件下公路隧道的结构损伤情况,提出相应的防火保护措施。介绍了隧道火灾中烟气的蔓延规律,由此引出目前国内外普遍采用的两种隧道火灾排烟模式并进行对比分析,对不同火灾功率条件下的临界风速和诱导风速进行合理取值。初步探讨了人员逃生中疏散救援通道的设置方式,包括疏散通道的构成方式及人(车)行横通道的合理间距。     

公路隧道动态火灾规模及人员疏散研究

为了确定城市公路隧道阻塞场景下火灾蔓延时的动态火灾规模和人员疏散方案,基于临界辐射热通量理论计算车辆引燃时间,并运用FDS研究动态火灾规模和同时打开两侧横通道与只打开一侧横通道两种工况下的温度与可视度分布规律,通过Pathfinder计算人员疏散时间。结果表明：初次引燃需要250 s,二次引燃分别需要615、650 s,共计11辆车参与燃烧,最大热释放速率高达39.1 MW;两种工况下的温度与可视度分布规律基本相同,但同时打开两侧横通道的疏散时间仅为390 s,较后者减少了320 s;建议四洞公路隧道发生火灾时,宜同时打开两侧横通道,且应在10 min内及时采取措施防止车辆发生二次引燃。     

地铁隧道火灾模拟及人员疏散研究

利用FDS软件,设置的火源强度为7.5 MW的火灾,模拟火灾发生在隧道中点及疏散通道A口附近的条件下,地铁隧道内3种不同通风风速对人员疏散的影响。将疏散通道口处人眼特征高度的烟气能见度、温度和CO浓度到达临界指标的时间作为可用疏散时间,再通过经验公式计算所需安全疏散时间,判定疏散的安全性。结果表明,列车和火源均在隧道中部时,人员均能够安全疏散;列车在隧道中部,而火源在进风口一侧时,只有在无风条件下人员能够安全疏散。     

火灾场景下公路隧道人员疏散安全评估

以上海长江隧道为实例,分析火灾工况下人员安全疏散准则及其影响因素,从而讨论不同条件下人员疏散的安全评估。通过设定最不利工况的火灾场景,对火灾烟气蔓延及人员疏散进行数值模拟,得出该火灾场景下隧道内的危险临界时间和必需安全疏散时间,并进行比较分析,从而判断隧道逃生通道设计的合理性及其机械排烟系统的有效性。     

高海拔隧道防烟策略及疏散通道间距探讨

为了确定高海拔环境下特长公路隧道的服务隧道防烟通风策略及人员疏散通道最佳间距,采用FDS和Pathfinder建立了主隧道+服务隧道的通风排烟及人员疏散仿真模拟平台,分析50 MW火灾规模下隧道内烟气运动规律及人员疏散过程,基于克拉尼公式和FED准则综合判定ASET(可用安全疏散时间)。针对低氧气环境下人员运动效率低下的这一背景情况,对人员疏散速度进行折减,进一步确定RSET(必须安全疏散时间)。结果表明:服务隧道内纵向风速1.6 m/s可保证服务隧道内1 200 s时间范围内无烟,考虑高海拔地区火灾增长系数的折减,人员可用安全疏散时间呈现为“W”形,下游200 m处可用安全疏散时间最少,结合人员必须安全疏散时间分析,人行通道间距宜设置为200 m。     

基于试验的钱江隧道火灾人员疏散综合研究

以钱江隧道为例进行水下大直径盾构隧道火灾时影响人员疏散的主要影响因素综合研究。通过现场试验,分析了火灾发生时隧道照明度、横通道宽度和长度、人员载客系数对于人员疏散效率影响,获得在隧道中人员的行走速度、人员间隔时间、人流层数等特征参数;使用FDS+EVAC进行隧道人员疏散模拟,研究了疏散滑梯和楼梯不同人员荷载密度和通过条件下的人员疏散时间特征,得出了载客系数和速度折减系数对疏散能力的影响,为大直径盾构隧道防灾的设计提供一定借鉴依据。     

城市水底隧道人员疏散方式及模拟演习观测结果分析

城市水底隧道通常采用平行于主隧道的安全通道来解决,安全通道可以是相邻行车隧道,也可以采用辅助导洞隧道以及内部专用安全通道,主隧道与安全通道之间采用疏散门(口)或者横通道进行水平或垂直连接,其间距大小对人员安全疏散有较大影响,疏散演习可以为确定这一间距大小提供理论依据.     

海峡特长铁路隧道人员疏散时间影响因素

为探究海峡特长铁路隧道疏散设施对人员疏散时间的影响,利用 Pathfinder 人员疏散模拟软件分别以横通道宽度、横通道间距、疏散通道宽度和疏散人数为变量,对不同变量影响下人员疏散时间的变化趋势进行分析。结果表明,横通道宽度对人员疏散时间的影响以 2 m 为分界,呈现阶段性差异的特征;人员疏散时间与横通道间距线性相关;疏散通道宽度和疏散人员荷载与疏散用时的关系分别为幂指数关系和二次函数增长关系。建议特长铁路隧道疏散系统设计时,应兼顾工程施工建设和后期运营管理,并有针对性地开展疏散系统参数评估。     

基于人员疏散随机性的公路隧道火灾风险分析

为研究隧道发生火灾时人员疏散过程中表现出的随机性和确定性行为造成的死亡风险,依据可靠性工程中的蒙特卡洛法,建立隧道发生火灾时的人员死亡概率模型。该模型首先进行隧道火灾危险性分析,获取人员可用安全疏散时间TASET,依据隧道火灾时人员疏散随机性,利用蒙特卡洛的反函数法获取人员必需安全疏散的时间TRSET样本,通过大量人员疏散时间样本和隧道火灾危险性时间的比较,计算出隧道火灾时的人员死亡概率。基于该模型,根据Benelux隧道人员疏散试验结果,计算了不同火灾规模下隧道火灾的人员死亡风险,分析了隧道火灾规模和人员疏散总时间对人员死亡概率的影响,为减少和定量分析隧道火灾时的人员死亡风险提供了新的研究方法和思路。     

城市水下公路隧道火灾时人员安全疏散

以长沙市某水下公路隧道为研究对象,介绍隧道火灾时人员安全疏散准则及影响因素.设定火灾场景和疏散场景,分别利用FDS 5.3.0和EVACNET4模拟各火灾场景下的烟气蔓延及人员疏散,得到各种火灾场景下隧道内的可用安全疏散时间曲线和必需安全疏散时间曲线,分析不同火灾场景下人员疏散的安全性.在消防设施正常工作的情况下隧道内人员能够安全疏散,应加强消防设施的日常维护.     

上海长江隧道火灾疏散救援措施研究

以上海长江隧道为研究对象,首先利用smartfire软件(CFD软件)和building EXODUS软件(疏散模拟软件)对上海长江隧道的疏散排烟系统在正常运营和阻塞两种工况下的安全性进行了评估,发现在正常运营工况下发生火灾时隧道内人员可以安全疏散,但是在阻塞工况下发生火灾时火源下游人员并不能全部安全疏散。然后提出了上海长江隧道火灾时的疏散救援相关措施和建议,特别是对于阻塞工况下发生火灾时,建议在适当减小纵向风速的同时引导部分火源下游的健康成年人朝次近逃生口疏散。     

地铁隧道火灾人员疏散可靠度研究

研究地铁隧道人员安全疏散可靠度,为安全疏散设施设置提供决策依据。采用FDS 建立某隧道列车火灾模型,研究不同排烟模式下列车中部火灾人员可用安全疏散时间。采用Pathfinder 软件模拟不同疏散场景下的人员疏散过程,获得人员必需安全疏散时间。采用SPSS 软件进行正态分布分析,计算不同疏散场景下的人员安全疏散可靠度。结果表明：采用纵向通风排烟可有效提高人员安全疏散可靠度,在火源位于疏散口中间和疏散口处时,可分别提高82.48%和86.62%;相同疏散条件下,人员疏散可靠度随火源功率以及疏散口间距的增大而减小,而疏散门宽度对人员疏散可靠度几乎无影响。     

高校学生宿舍消防安全疏散

以国内某高校新老两个校区的两座学生宿舍楼为实例,研究人员疏散的安全性以及不同火灾场景对安全疏散的影响。在每座学生宿舍楼各设置3个火灾场景,使用火灾模拟软件FDS模拟分析各个场景的可用安全疏散时间(ASET),并使用疏散模拟软件PathFinder分别计算必需安全疏散时间(RSET)。结果表明,新校区学生宿舍楼设计能够满足火灾条件下人员逃生的需要,而着火点位于老校区学生宿舍楼一楼大厅的火灾场景对人员的疏散影响最大。     

高海拔双向行车公路隧道火灾控烟风速研究

雀儿山隧道为高海拔双向行车公路隧道,发生火灾后需要兼顾火灾点两侧人员的疏散,烟气控制较单向行车隧道复杂。采用FDS软件对雀儿山隧道进行火灾三维数值模拟,研究了高海拔双向行车公路隧道火灾时的烟气流动规律和能见度分布规律。研究结果表明:高海拔隧道火灾烟气流动比低海拔隧道速度快;纵坡隧道发生火灾时,若不采取任何控烟措施,烟流在火风压效应的作用下会从高洞口排出,而烟流沿下坡方向的蔓延距离仅在10 m左右,火灾烟气沿火灾点两侧蔓延极不对称;当隧道高洞口控制风速过大或横通道内控制风速过小时,易出现烟气蔓延对称性不佳或烟气窜入横通道,故二者应合理取值;当隧道高洞口施加0.5 m/s的风速、横通道施加1.0 m/s的风速时,烟气在火灾点两侧基本呈对称蔓延,且火灾两侧的能见度也基本对称;建议类似于依托工程的单洞双向行车公路隧道火灾疏散救援阶段,隧道高洞口风速控制在0.5 m/s左右、横通道内风速控制在1.0 m/s左右,以利于人员逃生。