地铁车站公共区烟气控制模式及效果研究

根据起火位置不同及烟气控制要求,给出了地铁车站公共区火灾工况下的烟气控制模式,运用FDS对地铁车站公共区火灾烟气控制效果进行模拟。结果表明,制定的烟气控制模式基本能够满足地铁车站公共区烟气控制要求;站厅公共区火灾工况下,起火区域的烟气温度未达到人体耐受极限条件,烟气没有蔓延至站台公共区,烟气控制满足人员疏散需要;站台公共区火灾工况下应开启隧道风机辅助排烟,确保扶梯口下行风速不小于1.5 m/s,防止烟气通过扶梯蔓延至站厅公共区。     

地铁轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案研究

以武汉某地铁车站为例,通过数值模拟和实验测试,对地铁车站站台发生火灾时轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案和站台端部专用排烟风管方案进行研究。研究表明,轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案可行,各楼梯、扶梯口处均能形成向下不小于1.5 m/s 阻止烟气向上蔓延的气流;当轨顶侧排烟口均匀布置时,站台火灾联动设备最少,协同排烟效果最好。站台端部专用排烟风管协同站台火灾排烟方案,在车站楼梯、扶梯口数量较多时,楼梯、扶梯口部阻挡气流风速存在低于1.5 m/s 的风险,应慎重选用。     

地铁车站站台层防排烟设计分析

地铁车站站厅层的防排烟设计可参照<建规>进行设计,但站台层的防排烟除了面积指标外,需"应保证站厅层到站台的楼梯和扶梯口处具有不小于1.5m/s的向下气流",这一需求对系统的整体设计带来更高的要求.本文通过对火灾时排烟效果的模拟计算,分析地下车站站台层火灾的特点,提出了一些看法.     

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     

某轨道交通中庭车站的排烟系统设计

针对某轨道交通中庭车站,采取楼、扶梯两侧及口部设置防火玻璃,中庭开孔周边设置自动挡烟垂帘及导轨等措施,通过合理的防烟分区划分,排烟系统设计及模式控制,保证火灾时中庭排烟效果及站厅至站台楼、扶梯口处的风速要求,为类似中庭车站的设计提供参考。     

地铁站台疏散通道断面风场特性研究

针对规范中对地铁站台疏散通道断面（楼扶梯口处）仅给出风速限制的现状,采用计算机模拟和现场测试相结合的方法,对断面风场特性进行研究。站台公共区火灾排烟工况下,该断面风速呈现出沿高度方向的典型分层现象,自下而上分别为边界区、主流区、衰减区、回流区。人员活动大部分位于主流区,其内部风速为 3~6 m/s,有利于抑制烟气蔓延、补充新鲜空气。研究发现由于向下气流的渐扩效应在该断面顶部产生小面积回流,其对火灾烟气的潜在卷吸风险值得注意,并应在风速测试中判别气流方向。     

地铁列车火灾烟气运动规律探讨

以地铁车站缩尺实体建筑模型(缩尺比例为1∶5)为试验场所开展地铁模拟火灾试验,研究了地铁列车火灾烟气流速与压力变化规律。通过对横向烟气流速、纵向烟气流速以及环境压力测试数据的分析可得出:在地铁火灾中,地铁内横向烟气流速大约为2.24m/s;着火初期的纵向烟气流速约为0.67m/s,启动防排烟系统以后纵向烟气流速均达2.24m/s左右,最大可达3.47m/s。因此正常通风情况下,站厅和站台的最大实际压力均不超过25Pa;在防排烟情况下,站厅和站台的最大实际压力均不超过7.5Pa。     

大型地铁换乘车站站台火灾的排烟模式研究

以某大型地铁换乘车站为研究对象,根据车站通风排烟系统的设置情况,将站台火灾排烟模式分为只开启站台排烟风机进行排烟和同时开启站台排烟风机和隧道风机进行排烟2种。选用计算流体力学软件FDS,将火源设置在地下二层站台中部区域,建立地铁车站三维模型,采用大涡模拟方法对站台两种排烟模式的排烟效果进行模拟。对站台内烟气蔓延、能见度和补风风速的分析结果表明:开启车站隧道风机进行辅助排烟可以有效地控制烟气蔓延到站厅,增加了楼扶梯口处的补风风速,达到了更好的防排烟效果。     

紫荆山地铁站应急疏散计算分析与安全评估

以郑州市紫荆山地铁站的站台二号线列车火灾和站厅公共区火灾为例,结合GB/T 33668-2017《地铁安全疏散规范》以及NFPA 130- 2017,Standard for Fixed GuidewayTransit and Passenger Rail Systems 中人员安全疏散的相关规定,分别计算疏散时间并对其进行安全评估。计算结果表明：根据GB/T 33668-2017 计算,站台二号线列车火灾时,疏散时间为345.64 s,站厅公共区火灾时疏散时间为339.18 s,均符合6 min的安全疏散要求。而根据NFPA 130-2017 计算,站台二号线列车火灾时疏散时间为557.78 s,站厅公共区火灾时疏散时间为400.46 s,均不符合6 min 的安全疏散要求。最后,针对以上疏散时间计算结果的不同,从疏散过程安全区的选择、疏散路径的选择、疏散设施的疏散能力、人员疏散速度4 方面进行差异分析,为地铁应急疏散相关法规的制订修订和应急管理提供参考。     

地铁车站敞开楼梯口空气幕挡烟效果测试

通过在某真实的地铁站台开展的全尺寸空气幕挡烟效果实验,研究了不同火源距离下,空气幕出口射流速度和角度对挡烟效果的影响.实验发现,当火源距离楼扶梯口较远时,较小的射流速度和竖直向下的射流角度能起到很好的挡烟效果;当火源距离楼扶梯口较近时,适当增加角度可以有效延长挡烟时间;空气幕出口射流风速取5～7 m/s、倾角取15°～30°时挡烟效果较好;排烟系统开启对烟气蔓延的控制作用优于空气幕,但空气幕并不妨碍排烟系统的排烟效果.     

基于空气幕和挡烟垂壁的地铁站烟气控制

通过研究空气幕和挡烟垂壁阻挡烟气蔓延的性能,结合地铁站模型,利用FDS对控烟措施进行研究分析.考虑挡烟垂壁的高度以及空气幕的风速大小对烟气蔓延控制效果的影响.结果表明,挡烟垂壁高度越大越能有效控制烟气蔓延至站厅层;空气幕的风速适当增大能有效地把烟气控制在站台层.二者的有效结合、合理设置能抑制烟气蔓延至站厅层.     

大纵坡双向行车公路隧道火灾控制风速研究

城万二级公路白芷山隧道和八台山隧道为双向行车的大纵坡公路隧道,火灾后烟流控制难。采用火灾动力学计算软件FDS对其进行了火灾三维数值模拟,分析了仅火风压作用及0.5 m/s、1 m/s和-0.5 m/s控制风速作用下的烟流扩散和能见度的分布规律。结果表明:在大纵坡隧道中,火灾后仅靠火灾效应能引起火灾烟流的流动,其流动的规律是烟流从火源点流向高洞口方向,火灾烟流能完全从高洞口排出,而烟流向火源点下坡方向的蔓延距离仅在100 m左右;当风速为0.5 m/s时,烟流在火源两侧基本呈对称状蔓延;下坡方向的隧道中的烟流也因风速较小,产生的扰动比较小,这种烟流控制是最为合理,有利于灾害情况下逃生。因此,建议将白芷山隧道和八台山隧道的火灾控制风速取为0.5 m/s左右,且该速度应为自然风速、火风压引起的风速和风机提供风速的合速度。     

城际铁路地下站超大站厅防火分隔方案研究

针对某城际铁路地下换乘站站厅1.2×104 m2 的超大防火分区,为确定合理有效的防火分隔方案,采用预先危险性的分析方法对站厅火灾风险进行了辨识,提出了“防火卷帘”“挡烟垂帘”“防火隔离带”3 种基于建筑消防安全性能的防火分隔方案。从合规性、人员安全疏散、火灾蔓延和烟气控制等方面对各方案进行定性分析,并总结优缺点。采用FDS 和Pathfinder 分别构建火灾烟气和人员疏散模型对各方案的消防安全性进行验证,结果表明3 种防火分隔方案均能满足人员的安全疏散。     

纵向通风与侧壁开口竖井自然排烟协同作用下烟气运动模拟

为探究山岭隧道火灾烟气运移特性,采用数值模拟的方法,选取两种典型火源功率(20 MW及50 MW),分析不同纵向风速下火源位置对隧道顶棚下方沿程温度分布规律、烟气运移速率及竖井内烟气质量流量的影响规律.研究结果表明,纵向风速低于3m/s时,不同火源位置时,火源上游沿程温度均随纵向风速增加逐渐降低,而下游沿程温度随纵向风...     

着火列车驶入隧道停靠救援站烟气控制研究

为研究铁路隧道救援站火灾烟气蔓延的规律并为火灾情况下铁路隧道救援站内控烟方案设计提供技术依据,笔者建立了几何比尺为1∶50的铁路隧道列车行驶模型试验平台。通过室内模型试验,对自然通风以及3种轴流风机风速影响下铁路隧道救援站火灾烟气蔓延规律展开研究。同时,用Flunet数值模拟软件建立了动网格模型,计算了2种火灾工况结果并与模型试验进行对比分析。试验结果表明:隧道内活塞风大小受列车车速的影响,两者成正相关。未开启风机时,离火源较近的前后横通道均会被烟气侵入;开启右线主隧道两端风机进行2 m/s送风后,仅有7号横通道有烟气侵入。     

室外风对走廊温度分层和房间自然排烟的影响

为研究室外风对走廊中火灾烟气分层特性和自然排烟的影响,在相似原理的基础上开展了1/3 缩尺寸实验。通过改变火源功率、室外风速和外窗尺寸,结合对走廊火灾烟气分层特性和自然排烟效果的判断,找出使分层失效的临界室外风速以及使自然排烟失效的临界室外风速,运用量纲分析和数据拟合的方法分析无量纲火源功率和无量纲临界失效风速之间的关系。研究发现,温度分层无量纲临界失效风速与无量纲火源功率呈现良好的线性关系,温度分层临界失效风速随窗口尺寸减小而增大;自然排烟无量纲临界失效风速与无量纲火源功率呈现显著的对数函数关系,窗口尺寸相同时,火源功率越大,自然排烟临界失效风速越大。     

纵向风速对隧道细水雾灭火效果影响探讨

摘 要：为了探究细水雾和纵向通风共同作用下隧道内烟气运动情况,确定配置有细水雾灭火系统的隧道最佳通风策略。采用FDS建立了隧道细水雾数值模拟模型,分别计算了不同纵向风速情况下隧道内温度、有害气体浓度及辐射热通量的变化情况。结果表明：30 MW火灾规模下,烟气层在火源上风向15 m的喷雾区开始出现逐渐层降,烟气层下降至2 m以下;至300 s灭火结束时,上风向150 m内,烟气层全部下降至2 m以下。故火灾发生5 min后,人员疏散距离应大于150 m。对比相同通风风速下（1 m/s）细水雾施加前后辐射热通量变化情况得出,开启细水雾灭火系统25 s后,火源下游5 m处热辐射强度由6 kW/m2降至0。建议开启细水雾灭火系统时尽量保持隧道内1 m/s的通风风速。     

区间隧道列车火灾通风临界时间研究

计算地铁区间列车火灾人员所需安全疏散时间,与模拟所得可用安全疏散时间对比,确定区间人员疏散策略及通风临界时间。研究表明：地铁列车外部中间位置着火停靠在区间,火源功率分别为5、7.5、10 MW,需启动纵向通风排烟系统,组织人员向上风向疏散。火源功率为5 MW,纵向通风风速为2.0 m/s时,150~180 s 开始通风可保证人员安全疏散;火源功率为7.5、10 MW,纵向通风风速分别为2.4、2.6 m/s 时,120~180 s 开始通风可保证人员安全疏散。风机由静止转换为事故工况的通风临界时间为120 s,由运转转换为事故工况的通风临界时间为90 s。     

着火列车制动进站过程烟气扩散特性模拟

为探究火灾列车制动驶向地下车站进行救援时的烟气扩散特性，采用理论分析和数值模拟的方法研究在不同控制烟气措施下，火灾列车减速至停止过程中烟气在车站轨行区及站台层的扩散规律，以及车站防灾通风系统受到的影响。结果表明：火灾列车制动进站时受移动火源与活塞风两大特性影响，烟气在上下游表现出明显的不均匀、不对称分布规律；屏蔽门虽能有效阻止烟气蔓延至站台层，但同时会增大轨行区活塞风速，增加烟气蔓延速度，不利于安全疏散；受活塞风影响，轨行区排烟效率下降了14%，轨行区各排烟阀火灾中下游排烟效率更高。