拱形地铁站厅火灾排烟口位置优化及补风方式研究

针对某拱形“十”字型换乘地铁站，通过理论分析和数值模拟相结合的方法研究拱形站厅层发生火灾时，侧部排烟模式下排烟口处烟气层的吸穿问题以及主侧排烟口位置对拱形站厅排烟效果的影响，并探讨开启站台层机械补风以及打开站台层屏蔽门进行自然补风的两种补风模式对站厅层机械排烟的影响。结果表明：拱形站厅的主侧排烟口对整个站厅的排烟效果起着决定性作用；当主侧排烟口与站厅拱顶的距离在1.8 m以内时，主侧排烟口开始接触并排除烟气的时间相近；主侧排烟口与站厅拱顶的间距越大，火灾发生时主侧排烟口附近烟气层越容易发生吸穿现象，得到拱形站厅内2.5 MW火灾情况下主侧排烟口距拱顶间距的适宜范围。建议站厅层发生火灾时，开启站台机械补风或站台屏蔽门，从而为站厅层提供更安全的环境。     

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。     

基于干扰管理的地铁站火灾烟气控制研究

为减小地铁站发生火灾时干扰因素对原始烟气控制方案的影响,本文基于干扰管理思想优化烟气控制方案.以广州地铁13号线白江站为例,首先利用Pyrosim软件对地铁站火灾烟气扩散进行仿真研究,得出烟气控制方案,基于此,分析烟气控制中可能出现的干扰事件,利用干扰管理思想建立地铁站火灾烟气控制干扰管理模型,并设计遗传算法求解得出干扰管理方案,通过算例进行模型验证.研究结果表明:使用干扰管理方案可以使烟气在有效时间内排出,及时恢复了站内环境,将干扰事件带来的影响和总损失降至最低,说明利用干扰管理思想得出来的干扰管理方案是有效的.     

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。     

高层建筑楼梯井不同开口方式下的烟气控制效果研究

在1/3缩尺寸的高层建筑楼梯井实验台内开展了火灾烟气运动规律和控制实验,研究了中部楼层着火,烟气进入楼梯井的情况下,楼梯井不同开口方式对烟气控制效果的影响.测量了楼梯井内烟气的竖向温度分布、进出口风速以及烟气前锋上升时间.结果表明:各工况下,烟气到达一定高度后,烟气温度呈指数衰减;不同开口方式时,楼梯井内中性面位置不同,烟气蔓延速度不等;当着火层的邻近层开口时,烟气温度衰减快,烟气蔓延速度慢,控烟效果好.     

地铁站台火灾烟气扩散模拟与分析

为探讨地铁站火灾烟气的扩散规律,使用火灾动力学模拟软件(FDS)对广州大学城北地铁站站台进行了火灾烟气扩散规律研究。根据地铁站内的实测温度、风速等数据确定了数值模拟所需的边界条件,运用湍流大涡模拟方法和信息传递接口(MPI)对地铁站台进行了实景模拟。结果表明:当站台中央发生火灾时,左侧烟气浓度比右侧高约133%,一氧化碳浓度比右侧高约75%,温度比右侧高约41%;相比之下,站台右侧更适合人员逃生。     

公路隧道下沉式纵向疏散逃生楼梯间距的优化分析

目的分析公路隧道火灾情况时下沉式纵向疏散逃生楼梯的最大间距,为公路隧道火灾疏散性能化设计提供参考.方法运用FDS+Evac软件,对1 000 m单向单车道公路隧道火灾疏散进行模拟,通过18 MW火灾时温度场的发展、烟气的蔓延、能见度的变化、逃生楼梯的可利用安全疏散时间及不同楼梯间距时各楼梯的使用时间,对比分析不同逃生楼梯间距时人员疏散的安全性.结果楼梯间距为100 m时,在220 s时火源附近几个逃生楼梯的使用就开始受到影响.楼梯间距在120 m以上时,实际逃生总时间不符合规范要求.结论在1 000 m公路隧道发生18 MW规模的火灾时,下沉式纵向疏散的逃生楼梯间距最大不宜超过100 m.     

半敞开式隧道火灾的理论分析

为了研究隧道火灾的火羽流特性,验证半敞开式隧道采用自然通风模式下发生火灾时是否安全,在已建成的半敞开式隧道中设计并实施了全尺寸火灾试验,得到了半敞开式隧道火灾的烟气温度变化规律和烟气纵向蔓延数据.用OriginPro7.5软件对实验数据进行处理、拟合,得到隧道火灾烟气温度随着离开火源距离纵向衰减的规律;结合火灾动力学分析建立了预测烟气逆流距离的理论模型.根据隧道火灾实验结果与理论模型预测结果的对比,验证了所建理论模型的有效性.全尺寸火灾实验结果验证了李开源和H.Kurioka等人建立的隧道火羽流模型及其计算公式可以用于半敞开式隧道自然通风的研究.     

某高校办公楼火灾模拟与应急疏散仿真研究

高校办公楼是人员密集办公的场所,存在较大的火灾安全隐患,因此对高校办公楼进行火灾模拟与应急疏散仿真研究十分必要.以某高校办公楼为研究对象,运用Pyrosim软件进行火灾数值模拟仿真研究,分析办公楼在自动灭火系统失效、防火门失效等情况下发生火灾时,办公楼各个楼梯出口处烟气能见度、环境温度的变化规律,同时结合Pathfin...     

深水半潜式支持平台火灾烟气蔓延规律

基于火灾动力学模拟软件中的数值计算方法对深水半潜式支持平台的火灾烟气蔓延规律开展研究.根据火灾布置最不利原则设计4类火灾工况;研究烟气沿楼梯向上蔓延能力的分布规律及其对温度、能见度、CO体积分数的极值在各层甲板楼梯口分布的影响;分析火源层高度对烟气充满甲板所需时间的分布规律及烟气蔓延路径的影响.研究结果表明:随着楼梯与火源之间距离的减小,烟气沿楼梯向上蔓延的能力增强;火源层以上甲板的最高温度及能见度达到临界条件的最短时间、最高CO体积分数均位于烟气向上蔓延能力强的楼梯口;随着火源层高度的增加,烟气充满火源层以上甲板所需时间有所减少,充满火源层以下甲板所需时间有所增加.研究结果可为火灾中人员的疏散路径规划及深水半潜式支持平台的消防设计优化提供一定的理论指导依据.     

双向互为逃生通道的地铁区间隧道通风排烟方式实验研究

为验证发生事故隧道纵向通风、非事故隧道正压送风的气流防烟模式的有效性,通过以类矩形地铁区间隧道为原型,建立了1：3的实体试验平台,对两种纵向通风模式的防烟效果、非事故隧道沿程温度及联络通道口温度变化对比分析。结果表明：事故隧道纵向通风、非事故隧道正压送风这种有效的气流防烟方法既可在无空间设置防火门的地铁区间隧道得以应用,也可以作为常规地铁区间隧道防火门损坏后降低火灾危害的应急手段。可见在有效的正压送风模式下,事故隧道纵向通风临界风速为1.6m/s,1#A联络通道口临界风速为1.7m/s,1#B联络通道口临界风速为1.8m/s,该参数可以为地铁区间隧道风机提供选型依据。     

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.     

建筑物安全疏散系统设计探讨

建筑物火灾中,无论是人员逃生,还是抢救重要物资,都离不开科学合理的安全疏散设施.本文从安全出口总宽度、楼梯间的首层是否设置直通室外的安全出口、楼梯间在各层的平面位置是否改变、地下楼梯间与地上楼梯间是否连在一起、地下楼梯间在首层未与其它部分是否分隔、楼梯的耐火极限、疏散走道耐火等级、装修材料的应用、应急照明和疏散指示标志的设置等方面对疏散系统的优化设计进行了探讨,对现行建筑疏散设计中的问题进行了检讨,以期能对设计人员在进行建筑物防火设计时有所帮助.     

地铁站轨行区烟控策略研究

针对目前地铁上排热风道普遍采用混凝土风道设计,漏风的情况比较普遍,上排热风道进行烟气控制存在一定隐患的问题,提出了地铁轨行区发生火灾时两种不同的烟气控制策略,即纵向排烟和横向排烟策略.利用计算流体力学CFD技术辅助进行轨行区的烟气控制策略分析.提出其对系统设计及乘客安全疏散策略的不同要求,可为城市地铁的防灾减灾设计提供参考.     

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.     

地铁火灾的盐水实验与计算机数值模拟

为了认识地铁火灾烟气的流动规律，达到为消防设计提供相关资料并采取合理消防措施的目的，采用缩尺盐水实验与计算机计算流体力学数值模拟相结合的方法对地铁火灾进行研究．研究受限空间火灾烟气运动的手段主要有全尺寸火灾实验、小尺寸模拟实验和计算机数值模拟3种．实验模拟了列车着火和站台着火2种情况，得到了地铁火灾的烟气流动规律，比较并分析了计算流体力学数值模拟与盐水实验得出的烟层无量纲高度和无量纲时间．计算流体力学数值模拟与盐水实验得到的烟气到达楼梯口所需时间相差为1．5—2s，到达远侧楼梯口所需时间相差7．2s．二者之间存在着一定的误差，但误差不大．同一时刻，数值模拟比盐水实验得到的无量纲烟层高度高0．1左右，变化趋势一致．结果表明，实验条件选取合理，方程模型选用和边界条件设置恰当，盐水实验与计算流体力学数值方法模拟地铁火灾均是可行的．     

地下建筑火灾现场烟气控制方案探讨

基于地下建筑火灾特征及烟气危害,探讨了地下建筑火灾常用的烟气控制方法,对几种典型地下建筑(隧道、地铁、地下商场等)的火灾烟气蔓延特点进行了分析,提出了与之相对应的火灾现场烟气控制方案,为实际火灾扑救提供参考。     

正压送风系统设计探讨

对正压送风系统的设计进行探讨，结论是，当工程的实际情况与规范编制送风量表的假定情况有较大差异时，应通过计算确定正压送风量；矩形风道断面的长宽比宜小于6；在计算风压时当量绝对粗糙度修正系数取较大值，以应对施工过程中的一些不可预见因素；防烟楼梯间的地上部分和地下（半地下）发的防排烟应分别考虑；楼梯间设置正压送风系统时，楼梯间设置的外窗应明确为固定窗；技术交底时应与土建施工管理人员进行沟通，确保建筑风道内表面严密、光滑。     

地铁列车着火后在隧道内行驶的安全速度

地铁列车着火后在隧道内行驶的安全性对火灾应急救援具有重要意义,而行驶速度是决定着火列车安全性的关键因素.文中以热释放速率为0~10MW的火灾为原型,在1∶8的隧道模型内进行列车火灾模型实验.经过相似变换的模型火灾的热释放速率为0~55 kW.采用正庚烷为燃料,利用变频风机提供的流场模拟列车在隧道中的运动情况.通过测定不同行驶速度、着火部位及火源位置时,风速与火灾热释放速率的关系、列车周围的温度场以及火灾烟气蔓延规律,并以北京地铁为例,得到着火列车在隧道内行驶的最佳速度为41.83 km/h.     

地铁列车着火后在隧道内行驶的安全速度的实验研究

地铁列车着火后在隧道内行驶的安全性对隧道列车火灾的应急救援有非常重要的影响。列车着火后的行驶速度是决定其安全性的关键因素。由于客观原因,难以进行全尺寸试验,故在1:8的隧道模型内设置相同比例的列车模型,进行列车火灾模型实验。原型火灾热释放速率为0510 MW,在模型上加入经过相似变换的荷载,采用正庚烷为燃料,利用变频风机提供的流场模拟列车在隧道中运动的流场。通过测定在不同的行驶速度、着火部位及火源位置的条件下,风速与火灾热释放速率的关系、火焰扩展和烟气蔓延规律、列车周围的温度场以及火灾烟气逆流情况,研究并提出了着火列车在隧道内行驶的最佳速度,为隧道列车火灾的研究和防治提供了一定参考。