地铁复杂配线区防排烟方式研究

本文介绍了双存车线处五种常见的隧道通风系统方案,指出每种方案的优缺点,并基于隧道通风系统方案二和五,借助软件SES分别计算分析了这两种隧道通风系统方案下的火灾工况通风,最后得出两种隧道通风系统方案的合理烟气控制模式。本文的研究成果将为城市地铁复杂配线区的隧道通风系统的设计提供有效的参考。     

某过江隧道变截面段火灾烟气流动及逃生分析

针对某城市过江隧道中出现的多匝道变截面段,首先利用FDS大涡模拟方法,对上行及下行线在不同工况下的烟气羽流进行模拟;然后结合经验公式计算的主隧道段临界风速,分析了3m/s纵向通风风速下烟气羽流随时间变化情况,以及不同的坡度、纵向通风风速下,隧道变截面段的火灾烟气回流长度变化;最后,结合理论计算的逃生时间,对隧道变截面段火灾控制风速进行了分析。得到了在纵向应急通风时,控制变截面段烟气回流及保证逃生安全所需的主隧道临界风速比用修正的Heselden﹠Kennedy公式计算所得值大,需要对变截面段火灾通风系统进行特定模拟分析,以满足其烟气控制要求,研究结果对各种隧道变截面段的火灾烟气和逃生分析有一定的参考价值。     

某单洞双向隧道列车火灾的烟气蔓延特性及防控研究

铁路隧道属于狭长形相对密闭空间,道路的长宽比十分大,与外部直接连接的仅有进口与出口,当发生火灾时后,烟气无法及时排出隧道,造成烟气在隧道内蔓延,不仅对隧道内人员生命安全产生威胁,还阻碍了消防人员及时进入隧道内进行扑救。其中,高铁地下单洞双向隧道不仅断面积大、行车组织复杂,而且发生火灾的位置往往不在纵向中心线上,因而隧道通风和排烟一直是工程设计中的重难点。以济滨隧道为研究对象,围绕单洞双向隧道的通风排烟模式和排烟参数,开展三维数值研究。其中,主要分析火灾发展过程中的烟气温度、碳烟密度、能见度等特征参数的分布情况。研究结果表明：在正常通风情况下,列车减速停车过程产生的活塞风效应,会起到一定的纵向排烟作用,但并不能将隧道内的烟气条件控制在对人体无害的范围;若采用大小为临界风速（3.7m/s）的纵向排烟模式,隧道内的温度可以得到有效控制,但下游人员逃生线路上的碳烟密度无法得到有效控制。提出的排烟模式和排烟参数可以为轨道交通领域类似工程通风排烟设计提供参考。     

长大斜坡地铁隧道列车不同着火点火灾通风数值模拟

以乌鲁木齐市地铁一号线为研究对象,结合当地的气象条件,采用数值分析的方法,通过FDS三维计算模拟软件对列车不同着火点火灾通风进行模拟,分析隧道内烟气回流及温度分布后得出,当列车在隧道发生火灾,车头起火所需竖井通风量最大,为90m3/s,尾部起火时为80m3/s,中部起火时所需最小,为50m3/s。     

坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动影响的数值模拟

为探讨坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动特性的影响,论文在综合分析国内外地铁区间隧道火灾研究的基础上,采用数值模拟软件FDS分别研究了自然通风条件下无坡度、1％坡度、2％坡度、3％坡度对区间隧道内烟气的流动特点、临界风速的影响.结果表明:坡度对地铁区间隧道火灾烟气的流动及临界风速有一定的影响.上坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所减小,且临界风速随着隧道坡度的增大而减小.下坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所增加,且临界风速随着隧道坡度的增大而增大.     

近间距双洞单向隧道洞口火灾烟气流动分析

对洞口间距小,双洞单向公路隧道火灾排烟工况进行研究,通过对不同工况火灾隧道排烟风速及运营隧道通风速度下的火灾烟气流动利用计算流体动力学进行模拟分析,得出了双洞单向隧道排烟风速与通风风速之间的影响关系,并利用该关系对排烟及通风设计进行了优化,有效地减少了非着火隧道的吸入烟气量,确保了运营隧道的空气品质。结果对该类型公路隧道工程排烟通风设计具有一定参考价值。     

隧道火灾烟气发展的模拟计算研究

分析了隧道火灾的特点，运用区域模拟和场模拟的方法，通过一假定的隧道火灾算例，分析了几种不同情况下隧道火灾的烟气发展情况。讨论了烟气温度、高度的变化情况，得到了不同区段火和烟气对人构成威胁和对隧道结构造成破坏的情况，最后对隧道火灾的防治提出了一些建议。     

活塞效应效率对地铁轨道区排热的影响

针对地铁轨行区不同的通风模式,利用SES软件对某地铁进行模拟计算,分别分析了正常工况下轨行区有、无轨道排热系统两种情况下的隧道空气温度分布情况,得到无TES比有TES时隧道空气最高温度高2.9℃的结论。通过分析不同模式下的活塞效应效率值来解释导致2.9℃温差的原因。     

地铁站台排烟模式分析

本文在分析地铁站台火灾特点、乘客疏散特点、烟气扩散规律、现行<地铁设计规范>和结合广州市公安消防局对广州地铁近年来建设过程中防排烟系统设计审查、试验的经验上,总结提出了适合地铁车站站台火灾烟气控制排除新模式,并在相关城市地铁设计中进行了推广使用.     

公路隧道火灾三维数值模拟

建立了一种描述公路隧道发生火灾时的烟气流动和传热过程的场模型,借助SIMPLE算法进行数值计算,并运用该法模拟了某试验隧道内进行的不同通风风速下的火灾试验,在其计算结果的基础上,分析了速度场、温度场,总结出隧道火灾的发展状况及分布特点.     

Critical wind velocity for arresting upwind gas and smoke dispersion induced by near-wall fire in a road tunnel

In case of a tunnel fire, toxic gas and smoke particles released are the most fatal contaminations. It is important to supply fresh air from the upwind side to provide a clean and safe environment upstream from the fire source for people evacuation. Thus, the critical longitudinal wind velocity for arresting fire induced upwind gas and smoke dispersion is a key criteria for tunnel safety design. Former studies and thus, the models built for estimating the critical wind velocity are all arbitrarily assuming that the fire takes place at the centre of the tunnel. However, in many real cases in road tunnels, the fire originates near the sidewall. The critical velocity of a near-wall fire should be different with that of a free-standing central fire due to their different plume entrainment process. Theoretical analysis and CFD simulation were performed in this paper to estimate the critical velocity for the fire near the sidewall. Results showed that when fire originates near the sidewall, it needs larger critical velocity to arrest the upwind gas and smoke dispersion than when fire at the centre. The ratio of critical velocity of a near-wall fire to that of a central fire was ideally estimated to be 1.26 by theoretical analysis. Results by CFD modelling showed that the ratio decreased with the increase of the fire size till near to unity. The ratio by CFD modelling was about 1.18 for a 500kW small fire, being near to and a bit lower than the theoretically estimated value of 1.26. However, the former models, including those of Thomas (1958, 1968), Dangizer and Kenndey (1982), Oka and Atkinson (1995), Wu and Barker (2000) and Kunsch (1999, 2002), underestimated the critical velocity needed for a fire near the tunnel sidewall.     

深埋车站防排烟方案研究

随着中国地铁工程建设的铺开,车站形式越来越复杂,出现了很多埋深较深的车站。以某站为例,通过软件模拟和分析,提出深埋车站防排烟方案的设计关键点和具体方案。对于深埋车站,站厅层火灾、站台层火灾,只要排烟风机压头足够,采用出入口进行补风,都可以满足防排烟要求。站台层排烟时,如开启站厅层公共区通风空调系统进行加压送风,或者把轨道排风口直接设置在站台层公共区都可以起到更好的排烟效果。车站隧道火灾时,开启区间隧道通风系统进行辅助排烟,可以满足防排烟要求。如开启站厅层公共区通风空调系统进行加压送风,可以起到更好的防排烟效果。     

地铁火灾中强制通风烟控系统作用的模拟

地铁火灾比地面火灾具有更大的危险性。通过对地铁火灾的模拟可以重现火灾过程，研究火灾现象，分析火灾原因。通过FDS模拟，对比大邱市地铁火灾在有无强制通风烟控系统条件下，火灾现场的温度场和烟尘分布，研究讨论其对控制地铁火灾的重要作用。     

火源横向位置对隧道烟气分布的影响

依托工程实际,采用数值模拟方法研究隧道火源位于不同车道时,隧道临界风速、温度、烟雾分布扩散规律。结果表明:纵向通风速度不大于临界通风速度时,火源下游段隧道棚顶温度呈e函数下降,当通风速度大于临界通风速度时,该规律不再适用。火源位于侧壁面时,由于隧道侧壁面的限制作用,其近火源区烟气运移呈“之”字形向隧道出口处蔓延,隧道棚顶不同纵向温度线呈滚动式交替变化。     

地铁车站出入口火灾烟气特性的模拟研究

利用木垛火模拟地铁火灾的演化过程，在地铁车站出入口的缩尺度模型中进行模拟实验。采用温度相对值，分析地铁火灾沿车站出入口烟气温度下降的规律及其影响因素。通过实验图像，对烟气分层所需条件以及区域模拟方法在地铁火灾烟气特性研究中的适用性进行了讨论。气体成分测量结果表明，出口处烟气中CO的质量分数存在阶梯状变化的规律。     

自然通风城市隧道火灾温度分布试验研究

设定了两种火灾规模,以1：10模型比例对南京市某自然通风城市隧道进行了火灾时隧道内温度场的分布规律的模拟试验。试验结果表明,在大火灾强度下,温度场纵向影响范围相应增加;在隧道两口部存在温差的情况下,隧道内烟气主要向口部温度较高一侧的通风口扩散;在烟气经过通风竖井之后,烟气的温度有显著降低,证明自然通风竖井能够排出大量的烟气,并带走大部分热量,烟气会因热动力不足而发生沉降现象。     

Diesel oil pool fire characteristic under natural ventilation conditions in tunnels with roof openings

In order to research the fire characteristic under natural ventilation conditions in tunnels with roof openings, full-scale experiment of tunnel fire is designed and conducted. All the experimental data presented in this paper can be further applied for validation of numerical simulation models and reduced-scale experimental results. The physical model of tunnel with roof openings and the mathematical model of tunnel fire are presented in this paper. The tunnel fire under the same conditions as experiment is simulated using CFD software. From the results, it can be seen that most smoke is discharged directly off the tunnel through roof openings, so roof openings are favorable for exhausting smoke. But along with the decrease of smoke temperatures, some smoke may backflow and mix with the smoke-free layer below, which leads to fall in visibility and is unfavorable for personnel evacuation. So it is necessary to research more efficient ways for improving the smoke removal efficiency, such as early fire detection systems, adequate warning signs and setting tunnel cap.     

某地铁站侧式站台火灾时机械排烟的补风研究

采用热烟试验方法在某地铁站侧式站台进行了机械排烟试验,发现由于站台内补风方式不合理,导致火灾时排烟风机不能有效地排出烟气。对此提出了改进意见,并采用场模拟软件FDS对站台排烟进行了数值模拟,结果显示对补风方式进行改进后能有效地提高排烟效果。