地铁站台不同排烟模式下的烟气流动数值模拟

地铁站台发生火灾时,不同排烟模式对烟气流动的影响十分显著。文中以西安某地铁站为对象,采用FDS火灾模拟软件,研究传统排烟方式与增加隧道风机辅助排烟方式的排烟效果。对比分析自然排烟、站台排烟、隧道风机辅助站台排烟3种模式在不同火源位置时的楼梯口风速、人眼特征高度处温度、能见度、CO浓度分布。结果表明,火源位于站台中央时,楼梯两侧均有烟气蔓延,相比站台排烟模式,采取隧道风机辅助站台排烟模式后,站台温度下降约16.7%,CO浓度下降40%,且无烟气蔓延至站厅层。     

基于BIM的地铁火灾屏蔽门开启方式研究

利用BIM技术建立三维物理模型,模拟在2.5MW火源功率下的地铁站台中部火灾,探讨三种通风模式下,屏蔽门开启方式对烟气在站台层的蔓延、有毒气体浓度、站台温度的影响.研究结果表明:在自然通风模式下,选择屏蔽门关闭最优;站台主风机开启模式,选择屏蔽门全部关闭或全部打开可以较好地控制站台烟气扩散;在辅助风机模式下,选择屏蔽门单侧开启既可以满足降低站台温度的要求,也可满足CO体积分数和能见度的分布要求.     

地铁站台层结构对火灾烟气扩散与控制的影响

由于地铁站台层空间狭小,建筑结构形式如楼梯的位置设置及开口朝向方式、屏蔽门的安装等,对火灾烟气的流动会产生较大的影响。采用CFD方法,对岛式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、屏蔽门对火灾烟气扩散的影响。结果表明：站台层楼梯位置、结构、屏蔽门对烟气扩散都会产生极大的影响。楼梯开口朝向不同,可以使得排烟效率最高相差22.3%,温度最高相差53 K;安装屏蔽门后,大部分烟气被限制在轨道区域内,减少了高温烟气的危害,并提高排烟效率。优化楼梯结构设计及安装屏蔽门来实现对站台层火灾烟气的优化控制是切实可行的。     

地铁站台上列车车厢内部火灾的数值模拟分析

采用火灾动态模拟软件FDS对地铁站台上列车车厢内部火灾进行了数值模拟,分析了着火车厢车门关闭和开启时车厢内部烟气温度、扩散速度、质量分数和能见度的变化规律.结果表明:车厢门关闭和开启时,烟气充满两相邻车厢的时间分别为68 s和70 s;车厢内1.5m高处烟气质量分数最大值分别为0.00 034和0.00 003;着火车厢内1.5m高处的能见度分别为14 m和18 m.对站台上列车车厢内部着火时的烟气扩散规律进行研究,对于指导人员疏散、保证乘客安全和改进地铁列车火灾应急处置预案等提供参考.     

某地铁站侧式站台火灾时机械排烟的补风研究

采用热烟试验方法在某地铁站侧式站台进行了机械排烟试验,发现由于站台内补风方式不合理,导致火灾时排烟风机不能有效地排出烟气。对此提出了改进意见,并采用场模拟软件FDS对站台排烟进行了数值模拟,结果显示对补风方式进行改进后能有效地提高排烟效果。     

地铁站台火灾应急疏散研究

地铁作为先进城市中最具代表性的交通工具,其安全性备受重视,预防地铁中突发事件发生以及事中应急管理已成为国家关注的重点。本文采用BIM技术创建地铁站信息模型,通过PyroSim火灾模拟软件,分析站台起火在不同客流量条件下,位于2.0 m高度处烟气温度、可见度、CO浓度分布,获得相应疏散时间,利用Pathfinder人员疏散仿真工具,计算出地铁站人员疏散数量,并采取优化手段进行对比。结果表明:三个因素中烟气蔓延所需时间最短,地铁站台层在规定时间内人员无法安全疏散,优化对比证明了挡烟垂壁的有效性。研究成果可同时为地铁站设计、地铁正常运营情况下安全管理、突发火灾情况下的应急管理提供参考。     

套室内扩散燃烧火灾的三维数值模拟

采用非稳态湍流模型和湍流与化学反应相互作用的涡耗散燃烧模型,对套室内扩散燃烧的火灾进行了三维空间数值模拟.给控制方程添加不同源项以反映化学反应净产生速率对流场的影响,采用交错网格有限容积法将计算区域进行离散,用SIM-PLE算法求解离散控制方程.通过对套间内3种不同释热率情况下火灾的数值模拟,研究了套间内火灾发展、烟气温度分布和燃烧产物浓度分布规律.研究表明火源释热率的大小对烟气温度场的影响较大,对燃烧产物CO2浓度场的影响不很明显.释热率较小时,较短时间内仍能产生大量的烟气;释热率较大时,烟气层迅速形成,温度上升程度更为剧烈.此研究结果对于准确预测套室内火灾传播规律、有效阻止套室内烟气扩散和设计合理的排烟结构有一定的指导意义.图8,参12.     

含阶梯式站厅地铁岛式车站火灾全尺寸实验研究

为研究特殊结构地铁车站火灾烟气蔓延特性,在某含阶梯式站厅的岛式车站内开展不同火灾场景下的全尺寸现场实验,通过分析烟气温度、烟气层高度、烟气扩散时间等重要参数,研究站台及阶梯式站厅2种火灾规模下车站各区域内的烟气扩散情况。结果表明:受自北向南的自然风压影响,站台起火时烟气在火源南侧积聚,导致站台南侧区域温升较大,下风向的3#楼扶梯处烟气层不稳定,火灾烟气扩散至连接通道;阶梯式站厅起火时,北侧出入口Ⅰ危险性较低,烟气未扩散至连接通道和站台内。研究结论可为该结构车站的防排烟设计提供实验数据支撑。     

地铁站台煤油火灾烟气蔓延的数值模拟

以沈阳地下铁路工程为例.利用计算流体力学的SIMPLE算法,在5种防排烟方式下,对地铁站台煤油火灾烟气的蔓延情况进行数值模拟.选取距地铁站台地面2m平面上,两楼梯口中心点作为测点,得到了不同防排烟情况下测点温度及CO_2摩尔分数的实时曲线,及地铁火场温度和CO_2浓度场云图,分析不同的防排烟方式对地铁站台煤油火灾烟气蔓延情况的影响.模拟结果表明,当仅使用机械排烟时,排烟口位置不同,排烟效果相差不大.加压送风系统与机械排烟同时使用,能有效遏制烟气蔓延,并出现周期性衰减的情况;远离火源的楼梯口可作为更加安全的疏散通道.     

地铁岛式站台火灾环境监测与控制

采用CFD方法监测了上海地铁一号线人民广场站站台火灾环境下,采用事故风机+站台空调通风与回风+站台下侧排烟的强制通风、不同屏蔽门开启方式对烟气温度场、CO分布及浓度的影响.结果表明:着火6 min时,强制通风可使站台楼梯口温度Tavg<50.73℃,[CO]avg<150 ppm,并基本消除CO由站台层向站厅层的扩散;部分开启屏蔽门可实现站台层烟气向站台隧道的抽吸,增加站台安全撤离区域.结果同时指出站台层至站厅层个别楼梯口的温度、风速及风向尚未完全达到地铁设计规范要求,需要进一步分析原因.     

高速铁路隧道火灾列车继续运行疏散模式CFD分析

我国高速铁路铁路火灾疏散问题日益引起广泛关注。首先分析了隧道内列车火灾疏散模式及安全疏散准则,然后采用CFD(计算流体动力学)方法模拟了CRH(中国高速铁路)动车组在铁路隧道发生列车火灾时,采用继续运行疏散模式时温度场变化以及烟气扩散规律.计算结果表明:列车在隧道内继续运行疏散过程中,列车活塞风的作用主导了烟气的运动轨迹,烟气的逆流效应几乎不存在,上游车厢基本不受影响,下游车厢内的流场温度和烟气浓度随时间增加而增长,并且在火灾达到最大规模时会趋于稳定。在继续运行疏散过程中,火灾规模和列车运行速度对下游车厢烟气流场的分布有较大影响,是影响人员安全疏散的两个主要因素.     

矿井胶带火灾巷道环境多参数时空演化规律

采用物理相似模拟实验的方法,借助自主搭建的矿井外因火灾烟气蔓延相似模拟实验平台,研究了矿井平直巷道内胶带火灾发展初期高温、CO等有毒有害气体浓度等灾害多参数的时空演化规律。通过试验模拟,确定了适宜胶带火灾发展的最佳风速,得到了最佳工况条件下,模拟巷道内温度场与有毒有害气体浓度场的分布规律。结果表明:当风速为0. 4 m/s时,胶带质量损失率最大,且热量扩散率最高,为试验的最佳风速;火灾烟气蔓延过程中,巷道温度呈现出随着距火源距离增加而先升高后降低的趋势;气态产物CO浓度表现出指数升高到一定阶段后逐渐趋于稳定,而CO_2气体浓度则表现出线性升高的趋势。研究成果将对矿井火灾事故救援中危险区域划分,以及矿井外因火灾的蔓延扩散规律研究具有一定的指导和借鉴意义。     

外界温度对民宅室内火灾影响的数值仿真

为了研究不同的外界温度情况对民宅室内火灾的影响,应用湍流大涡模拟(LES)对哈尔滨市某小区内的一小户型民宅室内火灾进行了数值模拟.模拟结果表明,进入室内的外界不同温度的处界气体对火势发展初期影响不大,但会影响房间内的热积累,随着火势的发展,对热烟气流动的影响也逐渐明显.进入室内的不同温度的外界气体对火灾烟气在水平方向上扩散影响较小;烟气层沉降速度会随着进入室内的外界气体温度降低而加快;外界温度越低,越有利于抑制火势的扩大,但同时越不利于火灾产生的烟气等有毒物质的排出.     

全高安全门地铁车站火灾时烟气流动特性的模型实验

搭建了安装全高安全门系统的双层岛式地铁车站1∶8模型实验台,通过比例模型实验,重点研究了轨道区一端发生火灾,烟气在站台轨道区以及站台公共区的流动特性.结果表明,在火灾的增长阶段,如果机械排烟系统不开启,轨道区烟气会通过全高安全门顶端空隙扩散到站台公共区,并阻断距火源较近的楼梯口的疏散通道;当机械排烟系统开启时,烟气向站台公共区的扩散速度得到明显控制,但由于站台轨顶各排烟口排烟特性的不均匀性,远离排烟风机的火源附近,烟气通过全高安全门顶端空隙扩散到了站台公共区.如果能使各排烟口排风量均匀,则将提高控制烟气向站台公共区扩散的效果.     

高密度人员空间分布对地铁火灾烟气扩散的影响

地铁大规模人员空间分布对内部流场影响的研究较少,为了研究人员空间分布对地铁火灾内部流场变化以及烟气蔓延的影响,利用火灾动力学模拟软件(FDS)对4种人员分布工况进行站台火灾模拟。结果表明:无人工况下,烟气大范围蔓延并迅速沉降至地面;而高密度人员分布时,从楼梯口补入的空气量减少,影响了烟气羽流对冷空气的卷吸,导致烟气生成速率降低,人员分布最密集工况下烟气层厚度减小1.8 m,同时,高密度人员分布对楼梯口补风气流流速和流向的改变,也影响了整个站台层压力场的分布,利于烟气自然分层。     

排烟挡板对站台火灾机械排烟效果的影响

为了有效解决地铁站台火灾机械排烟中的烟气吸穿问题,以侧向地铁站台为例,提出在排烟口底部加装排烟挡板的方法来阻止烟气层吸穿现象的发生。采用火灾模拟软件FDS对不同工况下站台内烟气温度、排烟口流场结构、CO体积流量进行了数值模拟分析。结果表明设置排烟挡板后,能够有效地限制吸穿现象的发生,提高站台机械排烟量。排烟挡板的设置对排烟效果也有显著影响,结果表明挡板在距离排烟口0. 35 m处时,排烟口处无低温凹陷区域,排烟效果最佳;而增大排烟挡板的尺寸,也能改善机械排烟效果。     

基于火源和疏散信息的建筑火灾烟气控制策略模拟

建筑火灾救援中,赢取时间对人员救援十分重要。为了延缓火灾蔓延,降低烟气速度和温度,可以利用暖通空调系统(HVAC)、门等各种设备进行烟气控制。该文以人员疏散软件CFE为工具对火灾人员疏散进行模拟计算,获取人员信息,提出基于人员和火源信息,利用HVAC、门等设备的建筑火灾烟气控制策略方案。同时采用大涡模拟,以火灾模拟软件FDS为工具对不同结构建筑火灾烟气控制效果做模拟研究。模拟结果证明:基于火源和人员疏散信息,利用HVAC、门等设备的烟气控制策略可以有效控制烟气蔓延,减小烟气下降速度大约15%,降低烟气温度大约25%,降低空气中有毒有害气体质量分数37%左右。这些均有助于改善人员疏散成功率。     

高校宿舍走廊火灾烟气运动的数值模拟

建立了一个简化的高校宿舍走廊模型,采用美国国家标准和技术研究院(NIST)开发的FDS模拟软件对宿舍进行火灾模拟,得出了烟气温度、一氧化碳浓度以及能见度等在走廊的变化规律:当火源热释放速率为1 500 kW时,走廊内高度越高,烟气温度和CO浓度(体积分数)越高,可见度越低;着火房间近端和靠近走廊尽头的隔墙处的危险性要大于走廊的中段处。研究结果可为高校宿舍火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供理论依据。     

排烟挡板对站台火灾机械排烟效果影响

为了有效解决地铁站台火灾机械排烟中的烟气吸穿问题,本文以侧向地铁站台为例,提出在排烟口底部加装排烟挡板的方法来阻止烟气层吸穿现象的发生。采用火灾模拟软件FDS对不同工况下站台内烟气温度、排烟口流场结构、CO体积流量进行了数值模拟分析。结果表明设置排烟挡板后,能够有效地限制吸穿现象的发生,提高站台机械排烟量。排烟挡板的设置对排烟效果也有显著影响,结果表明挡板在距离排烟口0.35m处时,排烟口处无低温凹陷区域,排烟效果最佳;而增大排烟挡板的尺寸,也能改善机械排烟效果。     

不同风速下列车火灾烟气与人员疏散模拟研究

本文采用大涡数值模拟(LES),基于FDS模拟研究了不同风压条件下的列车火灾烟气迁移规律,并通过对不同工况下火灾过程的研究,初步探讨了车厢内火灾发展、烟气运动和温度分布规律并模拟分析了烟气条件下不同初始人员密度时列车车厢内人员疏散过程.