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《大型地鐵換乘站火災(zāi)煙氣擴(kuò)散特性與疏散的分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第1章緒論1．1地鐵站火災(zāi)煙氣及疏散研究歷史及現(xiàn)狀1．1．1地鐵站火災(zāi)煙氣研究現(xiàn)狀1．1．1．1國外地鐵站煙氣研究現(xiàn)狀在國外，一般認(rèn)為人口超過百萬的大中城市就應(yīng)考慮修建地鐵。龐大的地鐵網(wǎng)絡(luò)延伸到城市的各個(gè)角落，將其他各種形式的交通工具有機(jī)地聯(lián)系起來，形成了立體的城市公共交通網(wǎng)Ⅲ。從某種意義上講，地鐵己經(jīng)成為國際化大都市的標(biāo)志，也是解決特大城市交通問題的主要途徑。隨著地鐵交通的不斷發(fā)展，地鐵網(wǎng)絡(luò)日趨巨型化和復(fù)雜化。而換乘站也越來越多，越來越復(fù)雜。地鐵車站屬于大空間建筑，而且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，火災(zāi)時(shí)煙氣的流動(dòng)規(guī)律很難把握。國外研究的多圍繞不同類型的車站、不同火災(zāi)規(guī)模、不同的防排煙系統(tǒng)對(duì)煙氣
2、流動(dòng)特性的影響進(jìn)行分析，并根據(jù)火災(zāi)時(shí)安全評(píng)判條件，來評(píng)價(jià)車站防排煙系統(tǒng)。SimcoxWilkes＆Jones乜3以FLOW3D模擬有關(guān)King’SCross地鐵的浮力作用流場(chǎng)與熱傳導(dǎo)問題，同時(shí)模擬了其火災(zāi)的各種狀況。雅典的CASTRO口1通過對(duì)雅典地鐵中的兩種類型的地鐵車站內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙氣運(yùn)動(dòng)進(jìn)行CFD模擬，以煙氣濃度和溫度作為判斷安全條件的標(biāo)準(zhǔn)，得出車站火災(zāi)時(shí)不同部位，如站臺(tái)、樓梯和站廳所需的安全疏散時(shí)間，以及達(dá)到危害人體臨界條件時(shí)的火災(zāi)功率。JSLUSARCZYKHl等利用CFD方法研究了三種地鐵車站中事故通風(fēng)方式，穩(wěn)態(tài)模擬了小火源(2．4MBtu／hr(O．7Ⅲ
3、『))、大火
4、源(85MBtu／hr(24．9MW))和冷煙時(shí)“單獨(dú)排風(fēng)”和“推挽"兩種通風(fēng)方式的有效性。PCMICLEA，DMMcKINNEY晦3針對(duì)裝有屏蔽門的地鐵車站系統(tǒng)，通過CFD模擬軟件CFX，對(duì)站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，緊急通風(fēng)系統(tǒng)控制火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣的能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。車站的通風(fēng)方式是“推挽"式。研究表明，對(duì)于列車下面著火，屏蔽門系統(tǒng)是比較有效的；而對(duì)于列車內(nèi)著火，或列車全部燃燒后，屏蔽門系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)不明顯，因?yàn)榇藭r(shí)站臺(tái)屏蔽門必須打開，使人員疏散，熱量和煙氣可以通過屏蔽門進(jìn)入到站臺(tái)。韓國的Dong-HoRie哺1等通過數(shù)值模擬和比例模型的方法，對(duì)地鐵車站列車發(fā)生火災(zāi)時(shí)，三種通風(fēng)模式進(jìn)行了對(duì)比研究，
5、得出了最佳的通風(fēng)模式。Won—HeePark口3等以FDS(FireDynamicsSimulator)程序?yàn)槠脚_(tái)，采用大渦模擬LES(LargeEddySimulation)數(shù)值計(jì)算方法，研究了漢城地鐵4號(hào)線上一個(gè)雙層地鐵車站發(fā)生火災(zāi)時(shí)的通風(fēng)和煙氣流動(dòng)特性。Abu-zaidl陋3，等人對(duì)地鐵中轉(zhuǎn)站的煙氣進(jìn)行了模擬，通過對(duì)不同火災(zāi)位置下煙氣溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分析，模擬結(jié)果顯示如果沒有機(jī)械排煙的作用，人員的安全疏散將無法實(shí)現(xiàn)。Elias∞1等人通過改變網(wǎng)格形狀、網(wǎng)格密度以及區(qū)域網(wǎng)格加密對(duì)地鐵站內(nèi)的列車火災(zāi)進(jìn)行了模擬。(地鐵站火災(zāi)煙氣流動(dòng)特性及控制方法研究)德國在隧道火災(zāi)方面做了全尺寸實(shí)
6、驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象是長37m的隧道，實(shí)驗(yàn)斷面圓弧實(shí)驗(yàn)中采用K型熱電偶測(cè)量溫度，燃料是庚烷和汽油，并且考慮了自然對(duì)流和強(qiáng)迫對(duì)流兩種情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明有通風(fēng)情況下的最高溫度大于無通風(fēng)情況下的最高溫度。此外，研究人員用FLUENT模型對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)對(duì)下層煙氣數(shù)值模擬結(jié)果均高估，對(duì)上層煙氣，因位置的不同有高估的情況也有低估的情況。并且在通風(fēng)情況下，模擬誤差比較大，這可能是速度邊界設(shè)定的問題?？傮w來說，F(xiàn)LUENT模型模擬的效果并不好。1．1．1．2國內(nèi)地鐵車站火災(zāi)的研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)地鐵車站的一般的結(jié)構(gòu)形式有島式車站和側(cè)式車站，有單層、雙層和多層。車站的通風(fēng)排煙模式有二種情況，一是通風(fēng)和排
7、煙共用一套風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，通過風(fēng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的送風(fēng)或者排煙?；馂?zāi)時(shí)站臺(tái)內(nèi)的煙氣沿站臺(tái)水平方向流動(dòng)(如，北京地鐵一、二號(hào)線)。二是通風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)分設(shè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，即通風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)是各自獨(dú)立的。排煙口、通風(fēng)口分別設(shè)在站臺(tái)行車道上方和站臺(tái)集散廳頂部，火災(zāi)時(shí)站臺(tái)內(nèi)的煙氣流動(dòng)為垂直方向流動(dòng)(如，廣州地鐵)。在國內(nèi)，研究主要是針對(duì)不同的地鐵車站，研究火災(zāi)時(shí)的煙氣流動(dòng)狀況，來評(píng)價(jià)地鐵車站防排煙系統(tǒng)的優(yōu)劣；以及針對(duì)目前地鐵車站設(shè)計(jì)，對(duì)車站結(jié)構(gòu)、通風(fēng)排煙的設(shè)施提出一些改進(jìn)意見。中國科技大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的朱偉n們等人利用木垛火模擬地鐵火災(zāi)的演化過程，在地鐵車站出入口的縮尺度模型中進(jìn)
8、行模擬實(shí)驗(yàn)。采用溫度相對(duì)值，分析地鐵火災(zāi)沿車站出入口煙氣溫度下降的規(guī)律及其影響因素。通過實(shí)驗(yàn)圖像，對(duì)煙氣分層所需條件以及區(qū)域模擬方法在地鐵火災(zāi)煙氣特性研究中的適用性進(jìn)行了討論。清華大學(xué)的歐陽沁?3等人計(jì)算了不同火源位置情況下地鐵站內(nèi)的通風(fēng)模式，指出不同火災(zāi)情況應(yīng)采用不同的通風(fēng)模式才能達(dá)到更好的排煙效果。清華大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備研究所開發(fā)了通用三維流動(dòng)、傳熱與燃燒的數(shù)值模擬軟件STACH．3，曾應(yīng)用于地鐵隧道區(qū)間火災(zāi)模擬分析，及對(duì)某地鐵單層站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí)的通風(fēng)排煙系統(tǒng)的運(yùn)
