城市隧道火灾组合式排烟特性研究

通过1/20小尺寸模型实验对城市隧道火灾组合通风排烟方式下的排烟特性进行了研究.通过对不同纵向风速和不同排烟量下温度和烟气实验结果的分析,表明隧道的顶部排烟量越大,烟气层下降越慢,越有利于隧道内的人员疏散,但是排烟量的增大对降低隧道顶部温度效果不大.根据实验结果可知,对于组合通风方式下的隧道火灾,应先打开顶部排烟口进行排烟,然后开启火源上游风机进行纵向通风,纵向通风风速应控制在临界风速左右.     

公路隧道火灾时纵向通风排烟下临界风速问题探讨

烟气回流(Back-Layering)是隧道火灾在纵向风作用下的一种特殊烟气蔓延现象,抑制烟气逆流的临界风速一直是隧道火灾研究的一个热点。本文在分析国内外对纵向通风排烟下临界风速问题研究现状和规范规定的基础上,通过数值模拟和缩尺寸模型试验对临界风速与隧道坡度的关系进行研究,对它们的结果进行对比分析,为公路隧道火灾时纵向通风排烟管理提供参考。     

火灾时隧道临界风速及内力模拟研究

摘 要：火灾时的烟气控制在隧道防火安全设计中占有很重要的地位,而临界风速即隧道火灾过程中能有效控制烟气于火源下风方向而不发生逆流的最小纵向风速,是隧道火灾烟气控制的关键。利用CFD数值模拟软件对公路隧道不同火灾工况的烟气扩散进行了数值模拟,并运用SAP2000分别计算了火灾时不同火源位置不同临界风速下钢筋混凝土隧道的内力大小。经过对比分析得出,适当增大其临界风速可有效地控制烟气流的扩散避免产生回流,同时也有利于减小高温下隧道结构损伤。     

地铁站厅至站台楼梯口风速对火灾烟气运动的影响

地铁车站站台发生火灾,连接站厅与站台的楼梯口保持一定风速,可阻挡烟气向站厅蔓延并为人员疏散提供诱导气流.为研究楼梯口风速对车站火灾烟气运动的影响,试验对不同排烟模式下楼梯口风速进行测量,建立数值计算模型进行模拟.结果表明:火灾场景下楼梯口风速大于无火源场景下风速,因此常规楼梯口风速校核设计方法由于没考虑真实火灾情况下各种因素的复杂作用,需进一步改进;楼梯口附近起火,烟气易从挡烟垂壁溢出向站厅层蔓延,站台火灾时站厅层为送风状态,存在溢出烟气时站厅层烟浓度可增至大于站台层;站台公共区着火,增开隧道风机,能够增加楼梯口风速,但由于对流场的扰动,破坏了烟气分层,使烟气充填区域增大,因此,防排烟系统设计中科学组织烟气流动、合理控制烟气运动路径与控制排烟量同等重要.     

火源横向位置对隧道火灾烟气分岔流动影响

当发生隧道火灾时,纵向通风方式常被用于人员疏散和排烟,而纵向风速较大时,烟气将发生分岔流动,导致烟气层整体性被破坏,对人员疏散造成威胁.火源横向位置对隧道火灾烟气流动有显著影响,通过数值模拟对不同火源横向位置时烟气分岔流动特性进行了研究.结果表明,随着火源向侧壁靠近,烟气由对称型分岔流动转变为不对称分岔流动.当火灾发生在侧壁附近时,烟气转变为"S"型流动.随着火源与侧壁间距的减小,分岔流动临界风速呈指数型增加.     

大型地铁换乘车站站厅火灾的排烟模式

以某大型地铁换乘车站为研究对象,根据站厅公共区的防烟分区和通风系统设置情况,对开启全部防烟分区和只开启火源所在防烟分区2种站厅火灾排烟模式进行了研究.选用计算流体力学软件FDS,将火源设置在站厅中部区域,建立地铁车站三维模型,采用大涡模拟方法对站厅层的机械排烟效果进行模拟.通过对站厅内烟气蔓延、能见度和补风风速的分析结果表明:开启站厅全部防烟分区进行排烟可以更有效地控制烟气蔓延范围和沉降高度,增加出口的补风风速,实现更好的防排烟效果.     

风口非对称布置排烟隧道耦合烟控参数CFD寻优分析

以上海某长大越江公路隧道为背景,针对三个大尺度风口非对称布置在火源两侧的特殊情况,借助经模型实验验证的CFD模拟,详细分析多种纵向风速、排烟量组合下,风口风量分配、排烟温度、烟气水平扩散距离等物理量的变化.进一步提出热烟气水平扩散不超过火源附近3个风口范围以及排烟量最小的排烟优化设计思路.借助CFD模拟通过反复计算比较,得到不同火灾热释放速率、隧道坡度、坡向变化下优化耦合烟控参数,并将优化结果整理得到适用于工程应用的无量纲准则关联式.     

屏蔽门对岛式站台隧道火灾烟气扩散的影响

目的分析地铁列车前部发生火灾功率为7.5 MW的火灾情况下,屏蔽门开启数量的不同对火灾烟气扩散的影响.方法运用FLUENT软件对列车前部起火的隧道火灾进行了模拟,选择了屏蔽门全部开启和关闭靠近火源一侧的8个屏蔽门两种情况进行了数值模拟,并对模拟结果进行了比较分析.结果关闭靠近火源一侧的部分屏蔽门,可以使烟气得到更好地控制,扩散到站台的烟气量较少,更利于人员的疏散.结论在发生隧道火灾时,合理地选择屏蔽门开启数量可以为地铁站台内人员的疏散创造有利的条件.     

半封闭公交枢纽火灾安全研究

针对综合交通枢纽中的半封闭公交枢纽部分出入口少、车辆与人员混杂产生火灾风险问题,以某实际半地下公交枢纽为研究对象,研究极端火灾场景即枢纽中心处公交发生火灾时烟气扩散情况。采用现场出入口实测数据作为边界条件,选择快速t2火且最大功率为30 MW模拟公交车辆火灾场景。采用大涡模拟软件FDS分析开启排烟风机和不开启风机工况下枢纽内烟气扩散情况。研究表明:枢纽的中心处发生公交车辆火灾时,开启枢纽内的防排烟系统能够在6 min中内保证人员的安全疏散。考虑枢纽高度对烟气层沉降的影响,半封闭高大空间公交枢纽防排烟系统设计可以参考国内地下车库的防排烟系统相关设计规范。     

隧道侧向排烟系统小尺寸模型试验研究

为了探究侧向排烟系统对隧道火灾烟气的控制效果及其对烟气蔓延状态的影响,进行了小尺寸(相似比为1/14)的模型试验研究.试验中获得了不同排烟风速作用下,模型隧道中温度场以及隧道出入口处的风速变化情况,对诱导风速和回流烟气长度进行了无量纲分析,并计算了隧道中的烟气层高度.结果表明侧向排烟系统工作时产生的诱导风速对车行隧道火...     

火灾工况下某特长城市地下道路疏散方案分析评估

为了评估某特长城市地下道路火灾工况下人员疏散的策略,借助计算流体动力学( computational fluid dynamics,CFD)模拟以及疏散模拟软件Building EXODUS对该城市地下道路设定的不同火灾疏散场景中可用的安全疏散时间与必需的安全疏散时间进行了模拟分析,并在此基础上对该城市地下道路的疏散方案进行了评估。研究结果表明：烟气自由扩散时,除隧道出口附近的疏散场景外,各疏散场景中可用的安全疏散时间都小于必需的安全疏散时间,导致部分人员的安全疏散受到威胁。因此,火灾发生时,必须及时启动烟气控制措施以保证内部人员的安全疏散。对于火灾发生在隧道出口的场景,在启动烟气控制系统保证火源上游人员安全疏散的同时,火源下游还应有一定的保障措施使下游车辆能快速驶出起火隧道。     

热压与风机动力共同作用下多分支隧道内排烟气流的多解性

多分支隧道的排烟与补风路径较多,热压与风机动力的竞争可能造成其通风排烟模式具有多解性。针对某一多分支隧道的防排烟工况,利用理论分析建立了各种气流模式的控制方程,通过数学方法获得了理论解。结果证明,在按照预期设计选定通风排烟模式与风机以后,多分支隧道内的排烟气流仍然可能存在多种状态,风机的运行工况点也会随之漂移,导致排烟方向可能与设计预期完全相反。研究还发现,通过改变风机选型能起到抑制排烟气流出现多解的作用。     

通风方式对T型综合管廊火灾烟气蔓延的影响

T型综合管廊空间狭长且有支路连通的特点,提高了火灾烟气控制难度从而加剧了火灾事故的风险。利用PyroSim软件模型模拟不同通风方式对其烟气排放效果,探究了T型综合管廊电缆舱的交叉口发生火灾时,进风口、出风口位置及出风风速对舱内烟气蔓延的影响。结果表明,中部进风、左右出风、临界风速为1.75 m/s的一进两回通风方案最利于火灾烟气控制,进风口方向适宜作为应急疏散通道,可为T型综合管廊的设计提供参考。     

某超市防排烟系统设计及安全性能评估

针对某两层超市建筑特点及根据相关规范要求,把超市划分成7个防火分区,每个防火分区又划分为若干防烟分区,并设计排烟系统,以便及时排除火灾产生的有毒烟气。设计结束后利用性能化防火设计方法对该超市在设定火灾条件下烟气充填以及人员疏散情况进行研究,判断设计的合理性。研究结果表明：在设定火灾条件下,该超市能够保证人员安全疏散时间。     

地铁车站站台与站厅间临界通风速度的研究

地铁站台发生火灾时，会产生大量的有毒高温烟气．一旦烟气通过站台与站厅间的楼梯向站厅扩散，将会给人员疏散和救援工作带来极大的困难．在分析了地铁站台火灾时烟气流场变化规律的基础上，提出了临界通风速度的概念．利用FDS场模拟软件，对不同条件下站台与站厅间所必需的临界通风速度进行了计算机模拟研究．研究表明刈各界通风速度与火灾热释放速率成正比，与站台和站厅间楼梯口处的挡烟垂壁高度成反比．     

长建筑通道内临界通风速度的实验研究

根据弗劳德准则使用了缩尺模型来研究纵向通风对长建筑通道内火灾烟气的影响．实验中通过燃烧天然气来模拟实际火灾,其功率为0．28～1.32kW．使用气体流量计计量天然气的使用量,用k型热电偶来测量通道内的温度分布,对不同热释放率下的临界通风速度进行了研究,结果表明,无量纲速度与无量纲热量的三分之一次方成正比．