重点排烟大断面隧道火灾烟气控制的CFD分析

本文以在建的上海市虹梅南路越江隧道为对象,借助CFD(Computational fluiddynamics)技术,利用SMARTFIRE软件模拟了一系列工况。首先分析了大断面盾构隧道在20MW火灾规模工况下利用顶部排烟道进行重点排烟时,开启不同位置的三个排烟口对隧道内温度、能见度和一氧化碳浓度分布的影响及其随时间的变化规律;然后根据分析结果和世界道路协会提出的安全疏散指标,评价了虹梅南路隧道火灾时的疏散救援环境,给出了建议的排烟口开启方式。     

顶部开口自然通风隧道火灾竖井排烟效率研究

通过数值计算方法,研究了顶部开口自然通风隧道竖井的排烟效率。考虑了火源热释放速率、竖井高度、长度和宽度及竖井位置的影响,并与竖井排烟效率计算模型进行对比。研究结果发现：竖井的排烟效率随竖井高度的增加而略微增大;竖井的排烟效率基本不随火源热释放速率的变化而变化;随着竖井长度和宽度地增加,排烟效率大幅增加;此外,当竖井位于顶棚中央时,排烟效率较位于顶棚一侧的排烟效率高,且烟气控制效果好。此外,竖井排烟效率模型可以较好地预测不同竖井尺寸和位置的排烟效率。     

机械排烟对地下商场火灾烟气控制效果的模拟研究

本文采用 FDS 模拟在特定热释放率下,不同排烟量对火灾烟气的影响。对比不同排烟量火源中心面温度、CO 浓度随时间增长特性,得出排烟量对排烟效果的影响规律。在5MW火灾功率负载下,60 m3/（h＆#183;m2）排烟量可达到较好的烟气控制效果。     

双层盾构公路隧道侧向重点排烟效果研究

摘 要：利用FDS对某双层盾构公路隧道的侧向重点排烟系统进行了模拟研究,探讨了排烟口面积、间距、排烟口开启方案以及纵向通风对排烟效果的影响。结果表明：在无纵向风的条件下,火灾稳定后排烟口的面积为3~5 m2、排烟口间距为60~100 m时,排烟口的面积和间距对排烟效果的影响很小。随着纵向通风风速的增大和上游排烟口开启数量的增加,隧道侧向排烟系统的排烟效率明显减小。双层隧道上下层排烟口的排烟效率分布规律基本相同,下层隧道的总排烟效率略高一些。本文所研究的双层隧道发生20 MW火灾时,在纵向通风风速2 m/s下,排烟口间距为60 m,排烟口面积为4 m2,上游开启2个排烟口、下游开启4个排烟口时排烟效果更好。     

隧道横向通风排烟口设置对排烟效果的影响

通过FDS研究隧道横向通风系统中排烟口位置和数量对机械排烟效果的影响,对比烟气蔓延距离,分析和判断各工况的排烟效果.结果表明,打开单个排烟口时,随着排烟口距离火源距离的增加,排烟效果变差;打开多个排烟口时,排烟效果明显好于开启单个排烟口,多个排烟口的位置和数量对排烟效果影响不大.     

重点排烟坡度隧道油罐车火灾通风排烟策略研究

以烟气蔓延距离、2 m高度处能见度以及系统排烟效率作为判定合理断面送风面积的关键性判据。采用FDS对油罐车在1%、3%、5%、7%坡度隧道内的火灾场景进行模拟。结果表明：坡度小于5%时,断面送风面积占比随着坡度增大而增大;而坡度大于5%时,断面送风面积占比保持在80%不变。根据断面送风面积占比和隧道坡度之间的数值关系,提出了无量纲断面送风面积坡度修正系数公式。     

侧向排烟口对双层隧道机械排烟的影响

双层隧道具有空间利用率高,通行量大等优点,但由于顶部空间有限,多采用侧向排烟的方式控制隧道火灾时烟气的蔓延.以某越江隧道为例,采用火灾动态模拟软件FDS,改变排烟口数量、面积、间距,设计6个火灾场景,定量分析侧向排烟口的设置对机械排烟效果的影响.分析各排烟口流量、流速,分析隧道内温度分布、能见度分布.结果表明:在火源功率20 MW、无纵向风条件下,排烟口面积、排烟口开启数量以及排烟口间距都在火灾发生初期对烟气的蔓延起控制作用;提出在排烟口面积为4 m2、排烟口间距为90 m、火灾时开启4个排烟口时,排烟效果更经济合理.     

公路隧道火灾排烟风口流量分配特性

公路隧道排烟系统排烟风口的流量分配特性对排烟系统排烟口的合理设置甚为重要.借助于CFD技术分析了纵向风速和排烟风量对于隧道排烟系统排烟风口流量分配特性的影响.结果表明,排烟风口的排烟能力依赖于纵向风速和排烟风量的合理匹配,排烟风量应综合经济和技术两方面的因素来确定.     

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.     

公路隧道火灾排烟设计探讨

为解决特长隧道常规火灾排烟方法的局限性,介绍了国内外常用隧道火灾通风和排烟设计方式,提出了特长隧道通风设计和防灾设计区别对待的设计理念,优化设计了火灾发生后的排烟方案,对今后的隧道火灾排烟设计工作有一定参考意义。     

高层建筑横向走道防排烟方式对烟气控制效果的模拟

通过建立高层建筑内烟气流动的数学模型,采用k-ε双方程三维紊流模型对高层建筑火灾时横向走道内防排烟方式以及排烟口的位置和数量的烟气状态进行数值模拟,通过分析比较得出对于火灾初期挡烟垂壁对延缓烟气扩散的效果明显,可以通过设置合理的挡烟垂壁高度和数量来延长疏散时间.重要场所应用机械排烟时,排烟口应避免设在前室附近,对于只有单个排烟口时应将其设置在以挡烟垂肇为防烟分区的中间部位.在保持总排烟量不变时.可以将面积较大的排烟口合理的拆分成几个小的排烟口,并均匀分布在防烟分区内,这样可以降低每个排烟口的控制半径,有效的控制烟气的扩散,延长人员疏散时间.     

特长公路隧道火灾排烟数值模拟

针对明堂山特长公路隧道火灾排烟方案,运用数值模拟对三种通风排烟方式进行分析,提出了纵向通风与集中排烟组合的通风模式,从而控制烟流蔓延,为火灾救援创造条件。     

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。     

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。     

空气幕-顶部排烟系统控烟排烟有效性的研究

在火源两侧设置两道空气幕能有效阻隔火灾蔓延和烟气扩散。为了探明低射流风速下空气幕在点式集中排烟隧道内对火灾特征参数的影响,通过FDS研究了不同排烟量、射流速度和射流角度下隧道内烟气蔓延、温度分布和排烟效率的变化。结果表明:当HRR为30 MW时,射流速度至少应不小于2.5 m/s才能保证空气幕的隔烟作用;当射流速度在2.5 m/s以下时,射流角度越大空气幕的隔烟效果越差,这明显不同于射流速度较大的情形;空气幕能很容易地将空气幕外的温度控制在40 ℃以下,射流角度对逃生区域的温度分布影响不大,主要影响火羽流的分布;相同射流角度下排烟量越大排烟效率先升高后减小,而相同排烟量下随着射流角度的增大排烟效率逐渐减小;对于30 MW的火灾规模,推荐的控烟方案为:射流速度为2.5 m/s,排烟量为120 m³/s。     

地下建筑火灾烟气的特点及排烟措施

本文通过对地下建筑火灾烟气的特点和相关的危险性进行的分析,指出了地下建筑防火的关键因素是有效控制烟气排出。在地下建筑的防火措施中,要切实做好有效、稳妥的排烟、防烟的各项措施,从而达到能真正有效地杜绝地下建筑发生火灾的隐患的目的。     

地下建筑火灾烟气的特点及排烟措施

本文通过对地下建筑火灾烟气的特点和相关的危险性进行的分析,指出了地下建筑防火的关键因素是有效控制烟气排出。在地下建筑的防火措施中,要切实做好有效、稳妥的排烟、防烟的各项措施,从而达到能真正有效地杜绝地下建筑发生火灾的隐患的目的。     

移动风机对公路隧道火灾烟气控制效果的模拟研究

公路隧道火灾烟气的控制一般通过固定排烟系统来实现,但是固定系统失效时,移动式排烟就成为控制和排除烟气的关键方式。设定风机风速为15 m/s,火源功率为5MW,风机角度为0°、10°、15°、20°,利用FDS模拟得到不同倾角下移动式风机排烟对公路隧道内火灾烟气流动的影响。结果表明:移动风机的倾角为0°时不能阻止烟气逆流;有倾角的工况下隧道界面上方风速比下方风速大;倾角大于15°时40s内能将烟气逆流控制在上游一定位置。     

火灾烟气及防排烟措施

随着人们生活水平的提高，建筑物内各种室内用品及家具使用合成材料的数量和品种越来越多，不仅热量释放速率变化快，其燃烧产生的有害气体也变得更为复杂，火灾烟气已成为对人的生命安全威胁最大的因素。据统计，因火灾而死亡的人员中80％是由于吸入毒性气体而致死。