“十”字地铁换乘站多点火灾工况下的通风排烟

以某典型“十”字交叉换乘地铁车站为研究对象, 通过数值模拟的方法对换乘车站两站台同时发生火灾的极端情况下不同排烟方案的排烟效果进行了研究, 方案1是站厅层送风, 地下二层和三层站台分别排烟;方案2是在方案1的基础上, 将地下三层的车站屏蔽门打开, 利用车站隧道风机进行辅助排烟.火源设计为峰值2 MW的时间平方快速火.研究结果表明:两种方案都能有效控制地下二层站台烟气蔓延, 方案2中打开地下三层车站屏蔽门, 利用车站隧道系统辅助排烟的措施可以有效增加楼梯处的向下风速, 同时降低楼梯处烟气温度, 延长火源附近楼梯作为人员疏散通道的时间, 实现良好的换乘站防烟效果.     

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.     

基于方差分析法的中庭机械排烟影响因素

通过数值模拟研究与方差分析相结合的方法,分析了火源功率、补风风速、排烟口数量和排烟口位置对中庭机械排烟效果影响的显著性.针对目前国内中庭,根据不同形状系数对中庭进行分类分析,讨论火源功率、补风风速、排烟口数量等不同因素对中庭机械排烟效果影响的显著程度.得出了不同形状系数的中庭机械排烟效果影响因素显著性的排序,其中火源功率对中庭内的温度影响最大,而补风风速对中庭底部温度的影响较大,排烟口数量和布置情况对中庭顶部温度影响大.中庭内烟气层的高度受补风风速和火源功率影响显著.     

基于空气幕的多层地铁车站站台火灾时的防排烟模式

根据多层地铁结构特点,提出在站台楼梯口处设置空气幕来阻烟,且以多层地铁车站为研究对象,选用计算流体力学软件FDS,建立地铁车站三维模型,模拟研究了站台火灾时基于防烟空气幕的不同防排烟模式,通过模拟研究得出如下结论:当地下3层站台火灾且通向上一层站台的楼梯口处防火卷帘失效时,站台排烟和防烟空气幕联合作用不仅可以有效把烟气控制在火灾层,对整个火灾层的烟气扰动小,可以保证人员6min以上的安全疏散时间,且由于防烟空气幕的柔性阻隔作用,有利于人员疏散和消防救援.     

隧道火灾中重点排烟的排烟量及排烟口布置

排烟量和排烟口布置是隧道重点排烟中影响烟气控制效果的关键因素.采用数值模拟的方法研究不同火源功率及不同隧道宽度时火灾烟气的生成量,并依据烟气生成量研究不同排烟量、不同排烟口布置对隧道内烟气蔓延长度和排热效率的影响.研究结果表明,烟气的生成量与火源功率、隧道宽度以及烟气的蔓延长度密切相关.当前规范中推荐的排烟量难以达到《公路隧道通风设计细则》中建议的300 m的烟气控制目标.若以烟气的控制范围为排烟系统的设计目标,烟气的控制范围和排烟口的开启范围之间存在线性关系,设计中可依此优化排烟口的布置.     

利用大涡模拟研究地铁区间火灾的烟气扩散

为了对地铁区间发生火灾的危险性进行评估和分析,建立数学模型并运用大涡模拟方法对具有代表性的北京地铁环线积水潭—鼓楼区间隧道在列车发生火灾情况下的烟气扩散情况进行研究.通过数值模拟研究得到了隧道内排烟风机不同开启状态下不同高度的烟气质量浓度的分布、烟气在隧道内的水平扩散距离和水平扩散速度.另外,通过对临界风速的计算和隧道风速的模拟来验证积鼓区间隧道排烟风机抑制烟气扩散的效果.研究结果表明,所安装隧道排烟风机在5MW火灾场景下可以使内环隧道风速达到临界风速要求,能够控制逃生路线上的烟气层安全高度.模拟结果可以为地铁区间隧道的改造及人员疏散方案提供相关参考.     

地铁站台煤油火灾烟气蔓延的数值模拟

以沈阳地下铁路工程为例,利用计算流体力学的SIMPLE算法,在5种防排烟方式下,对地铁站台煤油火灾烟气的蔓延情况进行数值模拟．选取距地铁站台地面2m平面上,两楼梯口中心点作为测点,得到了不同防排烟情况下测点温度及CO2摩尔分数的实时曲线,及地铁火场温度和CO2浓度场云图,分析不同的防排烟方式对地铁站台煤油火灾烟气蔓延情况的影响．模拟结果表明,当仅使用机械排烟时,排烟口位置不同,排烟效果相差不大．加压送风系统与机械排烟同时使用,能有效遏制烟气蔓延,并出现周期性衰减的情况;远离火源的楼梯口可作为更加安全的疏散通道．     

隧道内行驶地铁列车火灾应急排烟效果模拟分析

为模拟不同车速及火源位置对行进地铁列车火灾应急排烟效果，选择车门开放0.07 m宽度的缝隙，在车厢中间及靠近车门处分别放置火源，车速设定为30、45、60、80 km/h进行模拟。结果表明：火源处于车门位置，车厢内烟气蔓延速度更慢，应急排烟效果更明显，更有助于保障车厢内部安全；当车速为45 km/h时，火源下游烟气蔓延较慢，烟气排放更稳定，上游车门温度低，更有利于乘客紧急避险；车速≥60 km/h时，车厢内压力变化幅度大，车厢内烟气排放紊乱，不利于应急排烟模式下的车厢环境安全。     

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.     

横流作用下天然气火焰结构分区及热参数研究

集中排烟隧道具有纵向通风和集中排烟等优点。随着交通运输业的不断发展,集中排烟隧道已广泛应用于长大隧道设计中,隧道内火源局部热参数的变化规律研究一直是人们关注的焦点。文章基于集中排烟隧道系统设计,围绕火源局部热参数,针对天然气火灾,通过数值模拟研究,探索15种工况横流作用下火羽流轴线偏移轨迹、火焰结构分区及顶板下方烟气最大温升。结果表明:模拟火焰与自由火焰结构的分区规律类似,但分区转折点随火灾强度增大而减小;等效风速对火羽流轴线温升有显著影响;引入风速修正,回归整理可得到3个分区轴线温升的无量纲准则关联式;顶板下方烟气最大温升随等效风速增大而减小,且模拟结果与实验结果的变化规律具有相似性。