不同排烟方式下隧道烟气控制效果研究

结合某大型隧道防排烟工程实际,采用FDS构建集中排烟隧道模型,通过对不同火灾工况下隧道内顶隔板处和2m高处温度、烟气蔓延、排烟道及排烟阀处烟气流速等的定量分析,获得了单向和双向集中排烟模式对排烟效果的影响规律。结果表明:30 MW和50 MW火源功率时,双向排烟顶隔板下方最高温度比单向排烟分别高出200℃和450℃,两种情况下行车道2m高处温度分布相差不大;双向排烟模式下的烟气蔓延范围比单向排烟大;单向排烟下排烟阀处烟气流速按照离排烟风机由近至远递减,且靠近风机的排烟阀流速大于10m/s。     

重点排烟模式下坡度隧道烟气控制优化研究

针对不同坡度隧道,对重点排烟模式下的烟气控制效果进行研究。以某三车道隧道为例,采用FDS对不同坡度、单向与双向重点排烟以及不同的排烟口开启方式等多工况进行模拟研究,分析烟气蔓延长度、能见度和隧道洞口自然补风风速等关键性判据的变化规律,提出重点排烟模式下不同坡度隧道的烟气控制优化建议。     

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。     

设排烟道隧道的烟气逆流长度与临界风速研究

隧道火灾是运营公路隧道的主要灾害。为有效控制隧道火灾,采用理论分析和数值模拟相结合的方法研究了设排烟道隧道的火灾烟气逆流长度与临界风速。以国内常见的双车道隧道尺寸建立模型,分析了排烟速率和纵向通风速率对烟气逆流长度的影响,提出了临界风速的预测模型。并将其通风效果与常规未设排烟道的纵向通风做了比较。结果表明:未设排烟道时,纵向风速还未达到临界风速时,火灾下游烟气的层化状态就已破坏。设排烟道能及时排出火灾产生的烟气,有利于保持烟气的层化状态,有效改善火灾时的隧道环境,为火灾下游人员的疏散救援提供了有利条件。同时,设置排烟道有利于减小逆流长度和临界风速。随着排烟速率的增大,相应的临界风速呈指数函数递减的特性。     

地铁区间长度大于20 km 的隧道火灾排烟方案

针对地铁超长区间隧道火灾通风排烟方案,结合广州地铁十八号线工程,采用数值模拟的方法,分析了地铁列车在区间不同停靠位置时的通风排烟方案下的隧道拱顶下方温度以及隧道内流速。结果表明：该通风排烟方案可以较好地控制隧道内温度,隧道内流速也满足规范中大于2 m/s小于11 m/s的要求。研究结果为隧道安全运营提供了保障,为相关工程提供参考。     

城市交通联系隧道组合排烟模式烟气控制研究

通过对各城市公路隧道进行调研并根据规范要求,选定城市交通联系隧道尺寸,并以此为原型建立1∶3的缩尺试验台,通过对烟气温度变化及烟气蔓延状况进行分析,研究城市交通联系隧道发生火灾时采用组合排烟模式的烟气控制效果。结果表明:城市交通联系隧道岔路口上游发生火灾时,采用纵向排烟和单点排烟协同作用的控制模式下,能够把烟气有效控制在主隧道上,保证其余支路不受影响。     

排烟模式对隧道火灾烟气控制影响研究

以某海底隧道为例,建立1∶4的缩尺物理模型,分析不同火灾场景、纵向与横向排烟模式下的热释放速率、烟气蔓延长度和高度、行车道和排烟口的温度分布和风速分布情况。结果表明,纵向排烟可以减少烟气回流,控制烟气向火源下游蔓延;横向排烟可以减少烟气在隧道内聚集;纵向排烟与横向排烟相结合的模式能够将两种排烟模式的优点有机结合起来,烟气控制效果能满足相关规范要求。     

地铁车站与隧道防排烟模式之探讨

从地铁车站与隧道的建筑结构类型、通风空调系统、通风排烟系统的设置着手,对不同车站、隧道建筑结构类型在不同的着火情况下的通风排烟系统运行模式做了说明,提出了相应的改进措施,进一步完善了地铁车站与隧道的防排烟模式体系,希望能够对今后地铁车站及隧道中防排烟设施设置以及在事故状态下合理处置提供参考。     

地铁长区间隧道排烟模式节能性分析

针对地铁长区间隧道中着火列车停在中间竖井处的火灾情况,搭建1∶10比例的隧道模型并开展火灾实验,研究烟气自然填充时不同竖井高度、机械通风时不同纵向风速和不同竖井排烟风速下隧道内的顶棚温度分布、人眼特征高度处温度分布和CO浓度分布规律,得出最佳的排烟模式。结合经济投入对比分析,选择既满足排烟效果又经济节能的排烟方式。结果表明,排烟时采用最低的竖井高度10 m,不开启竖井排烟设施,只通过竖井前后的纵向通风速度v1=1.6 m/s,v2=2.5 m/s排烟,此时的节能效果最优。研究结果可为地铁长区间隧道的排烟节能优化提供一定的参考。     

地铁隧道火灾自然排烟模式数值模拟研究

采用标准K-ε模型,结合某实际工程对地铁隧道区间发生火灾时的自然排烟模式进行了模拟计算,以预测其实际通风排烟效果.具体分析了不同通风竖井间距、通风竖井出口局部阻力系数变化和隧道区间是否设置隔墙等因素对区间内实际通风排烟效果的影响,最后给出了一些建设性的结论.     

地铁站台层楼梯结构对不同排烟模式下排烟效率的影响研究

由于地铁站台层空间狭小,故其建筑结构形式如楼梯的位置设置及开口朝向方式对火灾烟气的流动会产生较大的影响。采用CFD方法,对采用不同楼梯结构的站台层内车厢中央位置着火时的烟气扩散进行数值模拟,比较楼梯结构对防排烟模式的影响。结果表明:挡烟垂壁和楼梯口向下气流使得火灾时防烟分区效果较为明显,对烟气在整个站台层内的扩散起到了很好的阻碍作用;采用轨顶垂直排烟时,能及时有效的排出大量烟气,而采用两端水平排烟时,由于扩散至此防烟分区的烟气浓度较低,且排出烟气中混有大量空气,大大降低了排烟效率;楼梯呈"■■■■"分布,且采用轨顶垂直排烟模式对站台层内火灾烟气的扩散起到了很好的控制效果,对人员安全疏散较为有利。     

室外空气对地铁隧道烟气返流长度的影响

在真实地铁隧道内开展热烟试验,验证 FDS 模拟结果的正确性。建立地铁隧道三维物理模型,采用 FDS 研究室外空气设计参数对隧道火灾烟气返流长度和临界风速的影响。研究结果表明,室外空气设计参数对烟气返流长度和临界风速有较大的影响。室外空气温度越低,地铁隧道火灾烟气返流长度越长。 室外空气湿度越大,地铁隧道火灾烟气返流长度越短。室外大气压力越大,地铁隧道火灾烟气返流长度越短。     

地铁隧道火灾双点排烟的临界排烟量研究

基于1∶20的缩尺隧道模型进行一系列试验,研究地铁隧道火灾双点排烟系统下烟气温度分布特性及临界排烟量,并研究火源热释放率和风口长度对临界排烟量的影响。试验发现,临界排烟量随火源热释放率的增大而增大,随风口长度的增大呈现出先减小后增大的趋势,这说明存在一个临界风口长度。     

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。     

带长距离停车线地铁隧道区间的通风排烟模式研究

为确定带长距离停车线的地铁区间的通风排烟模式,利用SES软件进行了多种方案模拟分析研究,发现此类区间不宜采用常规的纵向通风方案,会出现烟气左、右线串烟的现象。结合此区域为暗挖区间的优势,采用轨顶土建风道横向排烟模式,满足规范的排烟要求。该研究结果为类似区间通风排烟设计提供了思路,在今后设计中,应结合工程实际需求,在满足规范规定的通风排烟要求的前提下,从线路条件、土建条件、地面条件、经济性、安全性等多方面考虑最优方案。     

地铁区间隧道火灾排烟通风模式分析

采用理论分析、CFD数值模拟分析等方法对北京某地铁单隧道发生火灾时的通风排烟系统的各种可能运行模式进行了分析,分析结果表明,不同的模式下通风排烟效果相关很大,同时火灾发生的位置不同,相应的最优通风排烟模式也有所不同。     

侧向集中排烟隧道火灾烟气控制优化

针对某特长沉管公路隧道采用侧向集中排烟系统的实际,采用FDS对隧道内温度场分布、2 m高处能见度分布、烟气蔓延范围、排烟效率等指标进行定量分析,获得合理的烟气控制方案.结果表明:火源位于-3％坡度段内,火源功率50MW的合理纵向诱导风速为2.5 m/s,合理排烟口开启方案为上游开启1组/下游开启4组排烟口;0坡度段合理的烟控方案为两端排烟,上游开启2组/下游开启3组排烟口,并配合1.5m/s的纵向诱导风速;3％坡度段合理的烟控方案为下游端排烟,上游开启2组/下游开启3组排烟口,并配合1 m/s的纵向诱导风速.     

地铁存车线排烟模式设计探讨

阐述了地铁存车线区间的排烟通常是采用纵向射流式,提出了一种半横向式排烟设计方案,以期解决存车线区间范围内纵向通风排烟系统中乘客疏散时可能存在的人员与烟气同向流动的情况。     

侧壁排烟模式下超宽断面沉管隧道火灾排烟效率研究

排烟效率是衡量火灾期间隧道排烟效果的重要指标。为得到侧壁排烟模式下超宽断面沉管隧道排烟特性,通过数值模拟计算对依托工程进行研究,分析排烟孔间距、排烟孔面积、排烟孔布置形式、沉管隧道宽度等因素对排烟效率的影响。结果表明:增加排烟孔数量可提高排烟效率;当排烟孔按三个一组布置时,增大排烟组间的间距有利于排烟;排烟孔均匀布置的排烟效率高于按三个一组布置;排烟孔开启数量相同时,增大排烟孔开口面积可提高排烟效率;随着沉管隧道宽度的增加,排烟效率降低,单向两车道情况下排烟效率为93.7%,单向四车道情况下排烟效率仅为45.94%。对于单向四车道超宽沉管隧道,侧壁排烟方式适用性较差。     

侧部重点排烟与水喷淋协同作用下隧道烟气运动研究

合理的水喷淋设计参数及排烟策略，可保证隧道有效排烟和烟气层的稳定性，为人员安全疏散提供有利环境。为研究侧部排烟模式下烟气失稳临界状态时最佳喷水流量和排烟口设计参数，采用FDS 对15 MW 火灾规模下，不同喷水流量、排烟量、排烟口间距及排烟口高度下19 组工况进行模拟计算。结果表明：喷淋流量越大，烟气层高度越高，隧道整体温度降低，改变喷水流量对控制烟气层的稳定性效益不大，隧道空间内有烟气滞留；排烟量为70 m3/s、排烟口间距为50 m、排烟口高度为3.2 m 或4.0 m 为烟气层稳定临界状态时的排烟口最佳参数，此时侧部抽吸力向上的分力与烟气的热浮力大于水喷淋拽曳力，烟气层较稳定，隧道空间内无旋涡烟气滞留，有利于排烟和人员疏散。