地铁过江隧道火灾烟气控制及疏散设计

以某地铁过江隧道为研究对象,分析长大区间在火灾烟气控制及安全疏散方面的设计难点,对隧道横断面、疏散路径、通风系统等提出设计方案,通过设定相应的火灾场景及疏散场景,对火灾特性、烟气蔓延、人员疏散等进行模拟,探讨火灾烟气控制及安全疏散设计方案的可行性。     

地铁区间隧道火灾自然排烟模式的研究与应用

成都地铁一号线南部浅埋区间隧道在国内首次采用自然通风模式,本文对其在火灾工况下自然排烟模式的数值模拟分析作了详细介绍,为自然排烟方式在地铁区间隧道的应用,以及通风竖井的布置和区间隧道结构形式的选择提供了科学的依据。     

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。     

地铁区间隧道火灾通风模式的数值分析

介绍了地铁区间隧道火灾常见的几种通风排烟模式,对其中一种最复杂的模式进行了数值分析。模拟分析得出,对于地铁实际工程中的单线盾构圆形隧道,在10 MW火灾强度下,着火区间隧道内2.6~2.9 m/s左右的纵向风速可以有效阻止烟气发生逆流;在着火区间隧道2.9 m/s的纵向风速下,未着火区间隧道两端对送送风速度为1~1.5 m/s时,联络通道内有风速为6 m/s左右的气流流向着火区间隧道,可有效抑制烟气通过联络通道向未着火区间隧道蔓延,保证人员的安全疏散。     

屏蔽门开启模式对地铁火灾烟气流动的影响

采用Fluent软件,选择RNG k-ε模型对某地铁站站台端部火源强度为5 MW的不同火灾工况进行数值模拟,在站台原有的通风系统加上屏蔽门作为排烟口的通风模式下,分别分析了屏蔽门不同开启模式对烟气速度、温度、浓度的影响。研究结果表明,地铁站台着火6 min时,屏蔽门作为排烟口进行排烟可使站台层的楼梯口处温度小于452 K,气流流动速度大于1.5 m/s;屏蔽门的开启可以实现将站台层的烟气向隧道抽吸,扩大站台安全区域。     

基于典型相关分析的地铁站台排烟模式探究

利用FDS模拟了地铁站台行李火灾时单排烟口排烟和防烟分区内所有排烟口排烟时的火灾烟气参数,并利用典型相关分析对机械排烟特征参数与烟气危害性的典型相关性进行了研究。研究表明单排烟口排烟可满足当前地铁火灾时人员疏散的要求;在地铁火灾中,烟气高温辐射和烟气高度对疏散危害最大;增加排烟口面积比增加排烟口风速更有效。     

区间隧道火灾临界风速和温度特性

为了研究地铁区间隧道火灾临界风速和温度变化规律,建立了西安某地铁站区间隧道模型,采用FDS模拟软件对不同纵向通风条件下烟气流动和温度分布进行模拟。介绍模型的基本参数,根据Froude相似性原理建立了各个燃烧参数的相似性关系。利用FDS模拟不同火灾功率、不同通风速度时的温度和烟气速度分布。对比分析5、6、7、8、9、10 MW火灾功率下的临界风速变规律化并提出预测模型。结果表明:纵向通风风速设为3m/s时对防止9 MW以下的火源功率火灾烟气回流效果明显;热释放速率不大于10 MW时,隧道火灾中烟气温度不大于250℃,火源下风侧烟气流动速度不大于4 m/s。     

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。     

地铁火灾与通风排烟关键技术及应用

项目组深入探索了火灾在各类复杂结构形式地铁内的发展蔓延规律,针对复杂结构形式地铁火灾的发生和燃烧过程、烟气的扩散作用机制、烟流控制技术、全尺寸检测技术、试验验证技术进行深入细致的研究,建立了适用于地铁空间的火灾烟气蔓延系列预测理论,研发了火灾"场-区域-网络"系列模拟技术、通风排烟系统全尺寸综合检测技术、地铁火灾模拟试验测试平台、多功能中尺寸隧道火灾试验测试系统,提出了地铁站台、站厅、车站隧道、区间隧道、换乘车站等系列通风排烟新系统、新模式.成果在全国地铁推广应用,取得了较大的社会效益和经济效益.     

地铁长区间隧道火灾双点排烟烟气分布特性

基于1∶20缩尺模型隧道,设置4种风口尺寸、3种火源热释放速率,改变排烟量,设计33个工况研究地铁长区间隧道火灾双点排烟的顶部烟气温度分布特性与烟气流动特性。实验发现,地铁长区间隧道火灾顶部烟气温度随着与火源之间的距离的增大而减小,在排烟风口处烟气温度突然下降;烟气温度随着火源热释放率的增大而增大,排烟口尺寸和排烟体积流量对隧道顶部烟气温度的影响不大。火灾中,应将烟气控制在火源段,保证非火源段烟气排净。     

地铁隧道不同排烟模式下烟气逆流长度

选择长500 m的地铁隧道,设置6种通风排烟方式,通过改变通风风速及上、下游排烟口开启的比例,模拟分析不同排烟模式下烟气逆流长度与排烟速率的关系,研究不同模式的通风排烟效果。模拟火源设置在地铁列车前端,火源功率设定为10MW。结果表明,纵向通风风速过大可以有效抑制烟气逆流,但会对下游烟气运动造成扰动,影响人员疏散安全性。特定排烟方式的排烟效果主要受排烟窗开启位置的影响,上游与下游开窗数量比例为1∶3时排烟效果最好。     

胶州湾海底隧道防排烟设计探讨

分析海底隧道火灾烟气的特点及危害.结合青岛胶州湾海底隧道情况,运用FDS模拟分析海底隧道半横向通风在各种情况下的排烟效果,通过改变排烟口数量、排烟量以及隧道内纵向风速等参数研究烟气运动规律.结果表明,排烟量相同时,开启的排烟口越少,越有利于控制烟气向两端蔓延;存在纵向风时,火源上游排烟口越少,烟气抑制效果越好,烟气运动速率随纵向风速的增大而减小.     

侧向排烟口对双层隧道机械排烟的影响

双层隧道具有空间利用率高,通行量大等优点,但由于顶部空间有限,多采用侧向排烟的方式控制隧道火灾时烟气的蔓延.以某越江隧道为例,采用火灾动态模拟软件FDS,改变排烟口数量、面积、间距,设计6个火灾场景,定量分析侧向排烟口的设置对机械排烟效果的影响.分析各排烟口流量、流速,分析隧道内温度分布、能见度分布.结果表明:在火源功率20 MW、无纵向风条件下,排烟口面积、排烟口开启数量以及排烟口间距都在火灾发生初期对烟气的蔓延起控制作用;提出在排烟口面积为4 m2、排烟口间距为90 m、火灾时开启4个排烟口时,排烟效果更经济合理.     

风口特性对集中排烟隧道烟气控制效果的影响

结合某集中排烟隧道通风设计,通过 CFD 模拟,分析了排烟风口形状、风口间距对烟气控制效果的影响.模拟结果表明,集中排烟系统能获得良好的烟气控制效果;排风诱导风速随着火灾热释放速率的增大、排烟口下游烟气扩散范围的缩小而增大;热释放速率、烟气扩散距离一定时,排烟风口形状由正方形变为横向矩形布置、增大风口间距,均可以有效降低诱导风速.在数值模拟的基础上,得到了适合工程应用的量纲一准则关联式,并对隧道集中排烟系统进行了优化设计.     

基于FDS的某地下车库火灾烟气系统优化

通过FDS软件对某地下车库火灾烟气扩散进行数值模拟研究,在建立尽可能接近真实情况的物理模型的前提下,确定模型的热释放速率、排烟量以及模拟时间,分析排烟口的布置方式、排烟口风速、排烟口面积等3种不同条件对烟气层的发展和火灾控制的影响规律,得出了该地下车库不同火灾场景下的烟气浓度扩散、温度分布及可见度分布相应结论,为今后地下车库火灾烟气系统的优化设置提供了一定的参考和理论依据。     

地铁区间隧道火灾人员疏散微环境的数值分析

本文的研究目的是探讨自然通风模式下地铁区间隧道火灾人员疏散微环境中烟气温度、能见度和CO浓度分布,为地铁隧道火灾防范提供理论依据.采用FDS(Fire Dynamics Simulator)软件模拟列车中部着火且列车停在隧道中部和停在靠近隧道一端站台2种火灾情况下,隧道内纵断面人眼特征高度的烟气温度、能见度和CO浓度分...     

地铁长隧道排烟道代替部分中间风井方案烟气特性研究

长区间隧道的防排烟系统设计通常是设置中间风井,但中间风井的设置容易受到多方面因素制约,可采用拱顶排烟道代替部分中间风井。为验证并拓展拱顶排烟道代替方案可行性,通过理论分析了3种排烟道设置方案对应的烟气控制方式。基于广州某区间地铁,通过数值模拟对排烟道设置方式进行验证,得到不同条件下3种排烟道设置方式控制烟气效果对比,结果表明：单侧送风1.6 m/s且排烟量为140 m3/s时基本可以控制火灾位于中间通风区段时烟气的排出。当火灾位于靠近风井或排烟口下方时,送风风速1.4~1.6 m/s、排烟量140~150 m3/s可有效控制烟气。证明了排烟道代替部分中间风井的可靠性,拓展了该方案的适用性。     

地铁火灾烟气控制的数值模拟

本文描述了地铁火灾烟气运动的物理模型和数学模型 ,并对空气密度变化引起的热烟流的扼流效应、浮力效应进行分析 ,并结合工程实例 ,对地铁隧道内发生火灾情况下 ,各种通风方案进行模拟比较 ,为确定最佳紧急通风提供依据     

隧道火灾研究现状综述

简述了隧道火灾的特点、危害性及其烟气控制方法,回顾了国内外对隧道火灾的研究现状,着重介绍了隧道火灾热释放速率、纵向通风的临界风速方面的试验研究成果,并介绍了火灾时隧道内烟气流场、温度场的数值模拟,以及应用于地铁的环境模拟计算程序SES。最后,提出了在隧道火灾及其烟气控制方面今后需要研究的几个问题。     

排烟口对地铁隧道火灾机械排烟效果影响研究

利用火灾动力学仿真软件FDS研究了排烟口面积和排烟口长宽比对地铁区间隧道火灾排烟效果的影响(火源功率为5 MW)。即对不同工况下,人眼特征高度层温度,CO浓度,能见度以及顶棚温度进行研究并进行对比分析。结果表明:排烟口面积为4m^2、排烟口长宽比1:1更有利于人员疏散。