地铁站台火灾烟气蔓延数值模拟分析

采用FDS对地铁站站台层火灾进行数值模拟,分析其火灾情况下地铁站内的烟气蔓延、温度分布、能见度分布、CO浓度分布情况,研究地铁火灾时人员疏散的安全性。研究表明：火灾情况下,烟气温度、CO浓度的变化主要集中在火源区域附近。站台层其他区域的温度和CO浓度均得到很好的控制。但能见度下降较明显,不利于人员疏散。     

不同隧道排烟模式对站台火灾人员疏散的影响

为探究站台火灾条件下不同隧道排烟模式对地铁人员疏散的影响,以岛式地铁站为研究对象,利用Pyrosim建立火灾模型,并分析4种隧道排烟模式下的楼扶梯入口风速、烟气温度、CO体积分数和能见度的分布。结果表明：单一隧道排烟模式均无法满足安全疏散要求;疏散时间360 s内,在人眼特征高度处,车站隧道排烟模式下的人员疏散经过区域的能见度不能满足疏散要求,CO体积分数、温度、楼扶梯口风速均满足安全疏散要求;3种区间隧道排烟模式下的楼扶梯口风速均无法满足人员安全疏散要求,区间隧道推拉式反向排烟模式最不利于疏散区域烟气散热,区间隧道双拉式排烟模式排烟效果最为显著;火灾烟气的3个潜在危险因素中,相比于温度和CO体积分数,满足能见度在安全范围内的难度更高。     

考虑疲劳度与能见度的深埋地铁站人员疏散仿真

依托某地下四层岛式地铁站工程,根据高峰期客流量确定疏散人数,模拟恒定速度下地铁站的人员疏散。考虑不同疲劳度、能见度条件,在已有人员疏散实验的基础上,分6个场景利用Pathfinder对地铁站高峰时段客流进行疏散模拟。结果表明:常态下以恒定速度疏散时,人员整体疏散时间为10.4 min,列车及站台上的人员全部撤离站台所需时间为4.6 min;考虑疲劳度影响,人员全部疏散至地面的时间比恒定速度疏散多17.9min。提高站台层至站厅层的能见度可以使总疏散时间减少约7min。     

自动喷水灭火系统对地铁烟气特性的影响

以岛式地铁站台为研究对象,利用FDS 软件建立火灾数值模型,模拟计算有、无自动喷水灭火系统对地铁站台中部行李火灾烟气特性的影响。结果表明：有自动喷水灭火系统时,地铁站台烟气蔓延速度及烟气温度会得到抑制;自动喷水灭火系统对烟气中CO 质量浓度及烟气能见度影响不大;烟气中CO 质量浓度在火源附近区域变大,远离着火源区域变小;烟气能见度在火源附近区域会降低,远离火源区域会提高。     

地铁站台区排烟模式优化选择探讨

以某岛式地铁站为研究对象,采用FDS对不同火源功率下的地铁火灾进行模拟,分析地铁火灾中烟气蔓延规律及地铁站台与车站轨行区送排风模式的优化组合。通过建立地铁火灾模型和大涡模拟总结地铁火灾发生时,烟气蔓延、温度分布以及能见度的一般规律,对比站台区域采取排烟模式和送风模式的排烟效果。模拟结果显示,在火源功率为2 MW时,站台区域采取排烟模式与送风模式均可。当火源功率为4 MW时,站台区域采取送风模式会有更好的烟气控制效果。     

某地铁站列车火灾烟气运动规律研究

以某地铁站为研究对象,通过火灾模拟软件FDS对假定火灾场景中的温度、能见度、热释放速率、燃烧速率随时间的变化情况进行定量分析,将GB 50157-2003《地铁设计规范》中规定的站台层事故疏散时间与人员疏散可利用时间进行对比,并提出消防安全设计建议。可以看出,目前《地铁设计规范》中关于站台层事故疏散时间"不大于6min"的规定过于笼统,适应性差,应尽快制定专门的地铁设计防火规范。     

喷淋系统对地铁火灾不同排烟方案的影响

以上海市某地下两层岛式地铁站作为研究对象,采用FDS软件对站台区域火灾进行了数值模拟.分析了站台层公共区域火灾在喷淋系统与排烟系统耦合作用下的烟气层特性.通过解析火灾区域内2.0 m高处的温度、烟气层高度、能见度以及喷淋区域内各排烟口流速等相关火灾参数的变化规律,探讨地铁站火灾时自喷系统和排烟系统的相互影响,并确认喷淋...     

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。     

屏蔽门开启对地铁站台烟气控制的影响

利用FDS软件建立的模型,研究地铁车站岛式站台在不同火灾场景(火源功率为2 MW或5 MW,屏蔽门开启数量为两组或三组)下火灾烟气的水平蔓延。通过数值计算,得出火灾时站台层内烟气温度、CO体积分数以及烟气层高度随时间的变化情况,并确定地下车站站台层不同火灾场景下的烟气控制优化方案。研究结果表明:在火源功率为2 MW时,开启两组或是三组屏蔽门,人员均可安全疏散。在火源功率为5 MW时,开启两组屏蔽门,人员均不能安全疏散;开启三组屏蔽门时,风机流量在607 248~948 780 m~3/h时,人员可以安全疏散。     

基于BIM的地铁站台火灾防排烟模式研究

利用BIM技术,依靠Revit建立地铁车站三维物理模型,导入Pyrosim转化为火灾模型,模拟地铁车站火灾。针对地铁车站站台不同的起火位置,测定三种通风模式下的排烟效果,分析站台起火时烟气的扩散规律、人眼高度处CO体积分数、能见度、火源位置附近的温度场、以及楼扶梯口速度场的变化。结果表明,采取站台主风机排烟,辅助风机一推一拉模式可有效抑制站台温度的升高,相对于只采用站台主风机排烟,站台温度下降13.2%,CO体积分数下降42%,相对于自然排风模式,站台温度降低45.9%,CO体积分数降低48.5%。     

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。     

地铁站台火灾不同排烟模式对人员疏散的影响

为研究火灾场景下不同排烟模式对人员疏散的影响,以某双层岛式地铁车站为原型,通过FDS软件建立火灾模型,分析4种排烟模式下地铁站台的火灾烟气温度、CO体积分数、能见度的分布。规定疏散时间360 s内,在人眼特征高度1.6 m处：自然排烟模式下的人员疏散途径区域出现温度大于60 ℃、CO体积分数大于250×10^-6、能见度低于10 m的区域;车站隧道排烟模式下的人员疏散途径区域出现能见度低于10 m的区域;车站公共区排烟模式和车站公共区及车站隧道混合排烟模式下,人员疏散途径区域火灾烟气温度、CO体积分数、能见度均低于疏散指标。     

地铁换乘站高峰期火灾及人员疏散模拟研究

为研究地铁换乘站高峰期发生火灾时人员疏散情况,以JMS地铁换乘站为对象,利用Revit软件建立其建筑信息模型.通过PyroSim软件对6种火灾工况进行模拟,以人体耐受温度、CO浓度和烟气能见度作为安全指标,研究各通行设施失效临界值;增加年龄、性别和速度等行人参数信息,用Pathfinder软件探讨高峰期行人在各工况下疏...     

Effectiveness of downward evacuation in a large-scale subway fire using Fire Dynamics Simulator

Effective evacuation routes in the case of a large-scale subway fire were studied. A serious problem in the subway fire is that the directions of smoke flow are coincident with those of evacuation toward the surface. Hence, it is necessary to design an evacuation route without interference from smoke. A disastrous fire broke out in the Jungangno subway station in Daegu, South Korea in 2003. Based on this case, the Jungangno subway station with three basement levels was used in Fire Dynamics Simulator model in this study. The influences of smoke, temperature, and toxic gases (carbon monoxide [CO] and carbon dioxide [CO₂]) were computed at the evacuation staircases in the subway station with a fire source in the third basement floor (B3). The calculations showed that the evacuation staircases had high smoke density, temperature, and concentrations of CO and CO₂ in the subway fire. Hence, these factors greatly affected all of the upward evacuation staircases due to the coincidence of the smoke flow and the evacuation routes. Therefore, our paper proposes a new subway station with a fourth basement floor (B4) having downward evacuation routes which are in the opposite direction to the smoke flow. The results of analysis show that these factors hardly affected the staircases from B3 to B4. We conclude that downward evacuation can be more effective than upward evacuation for a large-scale subway fire.     

CFD simulation and assessment of life safety in a subway train fire

Fire is a major risk in the event of subway train fire due to coincidence with direction of smoke flow and evacuation. As a part of an effort to improve the life safety in a train fire, the platform screen door (PSD) is more and more installed on the ground that PSD provides a lot of benefits to passenger’s safety. Therefore, the investigation of effect of PSD on life safety is needed. In this study, fire simulation and evacuation simulation are performed to estimate the effect of PSD and ventilation on passenger’s life safety in a subway train fire. The Fire Dynamics Simulator (FDS V406) code is used to predict smoke spread and the available safe egress time during the fire. The evacuation of a subway station due to a train fire is simulated to predict the time required for evacuation, obtaining travel speed as a function of density. The passengers in platform with PSD and ventilation system have much more available time of about 350 s than passengers in case without PSD and ventilation system in modeled subway station. The subway turnstiles (ticket gate) dramatically increase the time required for evacuation without moving toward exits and bring passenger’s life safety danger in a subway train fire.     

防排烟系统对拱形地铁站厅烟气蔓延的影响

地铁站厅防排烟系统对人员安全疏散具有致关重要的作用。通过烟气层沉降理论分析,编写了适用于拱形地铁站厅火灾烟气蔓延区域模型程序,研究不同机械排烟量下烟气沉降高度随时间的变化规律。研究表明,随着排烟量的增加,烟气层沉降速度变慢,排烟量为28.4 m³/s时,360 s左右烟气层方才达到溢出口高度,该设计排烟量能满足人员安全疏散要求。通过火灾动力学软件FDS数值模拟的方法,研究不同排烟量和挡烟垂壁高度对地铁站厅能见度、CO浓度的影响。研究表明,烟气从高大站厅空间向狭小的通道空间溢出,容易在通道出口处形成烟气堆积,导致通道出口处能见度最低,CO浓度最高;验证了烟气层沉降理论计算地铁站厅烟气排烟量可以满足人员安全疏散的要求;设置挡烟垂壁可以提高地铁站厅的能见度和降低其CO浓度。     

地铁车站的火灾烟气控制设计

分析大型地铁车站空间、功能特点,从火灾荷载、人员密度、烟气蔓延特性、防排烟系统设计难度等方面入手,以某大型地铁站为例,利用实地烟热试验对站厅层和站台层的防排烟设计进行了研究,分析了试验项目、评价指标和测量指标。结果表明,对于复杂的地铁车站,通过优化灭火设施和防排烟系统,科学合理划分防烟分区,对重点区域进行防火分隔,严格控制地铁车站公共区域可燃物量,可有效控制火灾和烟气的发展蔓延,确保人员安全疏散的时间要求。