地鐵區(qū)間隧道火災(zāi)時利用聯(lián)絡(luò)通道排煙的數(shù)值分析

《地鐵區(qū)間隧道火災(zāi)時利用聯(lián)絡(luò)通道排煙的數(shù)值分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、地鐵區(qū)間隧道火災(zāi)時利用聯(lián)絡(luò)通道排煙的數(shù)值分析朱常琳ZHUChang-lin；李岳LIYue（西安建筑科技大學(xué)環(huán)境學(xué)院，西安710055）摘要：當(dāng)?shù)罔F區(qū)間隧道中的列車中部著火且著火部位正好處于聯(lián)絡(luò)通道附近時，根據(jù)就近排煙的原則，可以利用聯(lián)絡(luò)通道就近將火災(zāi)煙氣排入未著火隧道中，使乘客能在無煙的環(huán)境下沿隧道順利疏散至前方或后方車站。文章利用FDS（FireDynamicsSimulator）數(shù)值模擬軟件對全尺寸地鐵區(qū)間隧道利用聯(lián)絡(luò)通道排煙的效果進(jìn)行數(shù)值模擬并對模擬結(jié)果進(jìn)行分析，得出了使用聯(lián)絡(luò)通道排煙的最佳送風(fēng)速度、排煙速度。文章為地鐵區(qū)間隧道火災(zāi)的防治提供參考。.jyqk人眼特

2、征高度處（即距軌面2.75m高度）：能見度不低于5m；溫度不超過66℃；CO濃度不超過250ppm。利用FDS軟件進(jìn)行地鐵區(qū)間隧道火災(zāi)數(shù)值模擬時，當(dāng)模擬結(jié)果中的上述參數(shù)超過以上三個判定條件中的任意一個時，可判定此時人員不能夠安全地疏散。2數(shù)值模擬的物理模型和計算模型2.1物理模型本文選取某地鐵區(qū)間矩形隧道為原型，模型隧道長分別取65m，150m；斷面凈尺寸為4.4m×5.2m。不考慮列車活塞風(fēng)的影響和列車形狀對煙氣蔓延的影響。火源大小為2m×2m×1m（長×寬×高）。對于地鐵火災(zāi)的火源強度，目前國內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者在研究地鐵火災(zāi)時，火災(zāi)規(guī)模大都取5M×2m×1m（長×寬×高）

3、。2.2計算模型采用FDS軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，湍流模型采用大渦模型，燃燒模型采用混合分?jǐn)?shù)模型，輻射模型為非散射灰體近似，利用有限體積法分析求解輻射傳輸方程。環(huán)境溫度為20℃，模擬采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，模型計算時間為360s。3數(shù)值模擬結(jié)果及分析當(dāng)列車中部著火且著火部位正好處于聯(lián)絡(luò)通道處時，根據(jù)就近排煙的原則，可以利用聯(lián)絡(luò)通道就近將火災(zāi)煙氣排入未著火隧道中，使乘客能在無煙的環(huán)境下沿隧道順利疏散至前方或后方車站。此時，事故通風(fēng)方式為著火隧道兩端送新風(fēng)、未著火隧道兩端排煙。模擬工況如表1所示。3.1著火隧道中的溫度分布圖1給出了不同縱向送風(fēng)速度下著火隧道內(nèi)的溫度分布規(guī)律，由圖1可以看出

4、，溫度在著火隧道中以火源所在位置處為中心向兩邊呈中心對稱分布，并且由于煙氣在蔓延過程中不斷與圍護結(jié)構(gòu)換熱，使得煙氣在蔓延過程中溫度呈逐漸降低的趨勢。對比圖1（a）（b）（c）可以看出，隨著縱向送風(fēng)速度的增加，著火隧道內(nèi)人眼特征高度處的溫度也隨之降低，由圖1（a）可知當(dāng)縱向送風(fēng)速度為1.0m·s-1時，人眼特征高度處的溫度相比0.5m·s-1的工況有所降低但也達(dá)到了90℃左右，依然高于安全溫度66℃；而當(dāng)縱向送風(fēng)速度增加至1.5m·s-1時（圖1（b）），人眼特征高度處的溫度已經(jīng)降低到50℃左右，此時已經(jīng)達(dá)到了人員安全疏散的基準(zhǔn)溫度；當(dāng)以2.0m·s-1的速度送風(fēng)時，由于著

5、火隧道內(nèi)已經(jīng)幾乎沒有火災(zāi)煙氣，此時，人眼特征高度處的溫度降至環(huán)境溫度20℃左右（圖1（c））。3.2著火隧道中的CO濃度分布由圖2可以看出，列車中部著火且著火部位正好處于聯(lián)絡(luò)通道處時，采用著火隧道兩端送風(fēng)未著火隧道兩端排煙的通風(fēng)方式，能夠很好的控制CO氣體在著火隧道中的擴散；由圖2（a）可知當(dāng)縱向送風(fēng)速度為1.0m·s-1時，人眼特征高度處的CO濃度值為45ppm；當(dāng)縱向送風(fēng)速度為1.5m·s-1時，人眼特征高度處的CO濃度值降為10ppm；而當(dāng)縱向送風(fēng)速度為2.0m·s-1時，人眼特征高度處的CO濃度值降為0.1ppm。由上述分析可知，在以上三種工況下人眼特征高度處的C

6、O濃度均小于250ppm，滿足人員疏散的安全標(biāo)準(zhǔn)；隨著縱向送風(fēng)速度的增加，CO濃度逐漸降低，在縱向送風(fēng)速度增加至2.0m·s-1時著火隧道人眼特征高度處的CO濃度已經(jīng)幾乎降為零，這對人員安全疏散是十分有利的。3.3著火隧道中的能見度分布圖3給出了不同工況下著火隧道內(nèi)能見度的分布，由圖3（a）可以看出當(dāng)縱向送風(fēng)速度為1.0m·s-1時（圖3（b）），人眼特征高度處的能見度增加到2m左右，但此時仍然不能夠保證人員安全疏散；當(dāng)縱向送風(fēng)速度為1.5m·s-1時（圖3（b）），人眼特征高度處的能見度為9m左右，已經(jīng)高于能夠使人員安全疏散的基準(zhǔn)能見度5m；而當(dāng)縱向送風(fēng)速度繼續(xù)增加到2

7、.0m·s-1時（圖3（c）），人眼特征高度處的能見度已經(jīng)達(dá)到了28m，這對人員的安全疏散非常有利。由以上分析可知，隨著縱向送風(fēng)速度的增加，越來越多的火災(zāi)煙氣通過聯(lián)絡(luò)通道排至未著火隧道中，使得著火隧道人眼特征高度處的能見度也不斷地提高，當(dāng)縱向送風(fēng)速度為1.5m·s-1時，人眼特征高度處的能見度已經(jīng)達(dá)到9m以上，滿足人員安全疏散的標(biāo)準(zhǔn)。4結(jié)論綜合上述分析，當(dāng)中部著火的列車停靠在靠近聯(lián)絡(luò)通道處時，采用著火隧道兩端送新風(fēng)未著火兩端排煙的事故通風(fēng)方式，當(dāng)送風(fēng)速度，排煙速度均為2.0m·s-1時，火災(zāi)煙氣能夠被迅速地排入未著火隧道中，使