顶棚烟道对隧道火灾烟流蔓延作用的数值分析

为了解发生火灾后,顶棚设有烟道的隧道结构对人员逃生是否有利,采用火灾动力学数值模拟软件FDS,对热释放速率为20MW的中等火灾规模进行模拟,着重分析了烟道设置以及烟道口处排风风速变化时的烟气蔓延和温度分布情况.结果表明:在现有的隧道顶部加烟道将提高整个隧道顶部的烟气浓度,内侧烟气浓度从40mg/m3提高到120mg/m3,外侧提高到100mg/m3;烟道口处设排风可加速烟气进入烟道,使得离火灾发生位置最近的两个烟道口外侧的烟气浓度和温度大大降低,提高了人员逃生的安全系数;当排风风速为2.5m/s时,300s后排风口外侧的CO含量开始趋于常数且低于13×10-6(体积分数),该浓度下人员可顺利逃生,同时可使得火灾发生时消防人员可从上、下游两个方向对火灾进行扑救;该种隧道结构下发生火灾时必须保证只有2个烟道口处于开启状态.     

火灾工况下城市隧道自然通风模型实验

南京城东隧道采用自然通风方式,为判定其在火灾工况下能否满足安全性要求,开展了火灾工况下隧道自然通风模型实验,考察了最不利工况下烟气排除效果.从理论上探讨了模型与原型的相似规律,并以此为指导搭建模型实验台.结合实验现象和数据,分析了烟气温度、CO2浓度分布变化规律和烟气运动规律,与隧道原型实验进行了对比,验证了实验结果的可信性.并对火灾时逃生人员的安全性进行了分析,得到了烟气温度最高达77.2°C,烟气大部分时间维持在2 m以上高度的结论,此时逃生人员的安全能够得到保证.     

公路隧道防治火灾探讨

隧道是一种与外界直接连通口有限的相对封闭的空间。隧道内有限的逃生条件和热烟排除出口使得隧道火灾具有燃烧后周围温度升高较快、持续时间长、着火范围往往较大、消防扑救与进入困难等特点.增加了疏散和救援人员的生命危险.隧道衬砌和结构也受到破坏.其直接损失和间接损失巨大。隧道设计中必须考虑其火灾防护措施。     

螺旋型隧道火灾蔓延规律及人员安全疏散规划

为研究特殊线型的螺旋隧道中火灾蔓延规律,提出人员安全疏散规划,基于数值模拟软件FDS(fire dynamics simulator),以典型螺旋隧道——咪的村隧道为例,模拟20 MW火灾模式下,临界风速通风时螺旋隧道上行、下行隧道发生火灾后的火灾蔓延情况,重点分析螺旋隧道内温度和烟气浓度的纵向分布。根据模拟结果提出螺旋隧道火灾模式下人员安全疏散规划,进行咪的村隧道人行横通道设计校验。结果表明,螺旋隧道发生火灾时,人员的逃生方向与隧道上、下行及人员所处位置有关,应按照火灾蔓延烟气流动规律,有序的向更易撤离方向逃生;根据模拟结果,建议以900 s作为螺旋隧道人员可用安全疏散时间,经校验咪的村螺旋隧道人行横通道设计距离满足人员安全疏散要求。     

竖井型长大城市隧道火灾通风的数值模拟

 随着城市建设发展,竖井型隧道越来越多地应用于城市交通隧道中。采用稳态与非稳态方法对火灾工况下竖井型隧道的气流场进行了数值模拟,分析了竖井型自然通风口对高温烟气扩散的影响。研究认为,竖井自然通风口引入隧道外冷空气,显著降低火源端部温度,可在一定程度上减少高温烟气对火源处隧道顶板的破坏。通过竖井引入新风,显著降低火源附近的有毒气体浓度,改善了火灾救援条件。火灾产生的有毒烟气由隧道洞口集中排放转变为竖井自然通风口分散排放,这对制定火灾救援、人员疏散方案有重要的指导作用。本隧道所设置的竖井自然通风口方案可满足火灾情况下人员逃生要求。     

基于FDS的公路隧道火灾仿真

本文中以一实际公路隧道为研究对象,当隧道发生中型规模火灾且纵向通风风速为临界风速时,使用FDS软件对隧道内的温度场、烟气浓度场及能见度的分布进行了大量的数值模拟分析研究。得出了隧道各断面的温度、CO浓度及能见度的分布规律,给出了几项改善人员逃生的措施。本文的研究结果对制定长大公路隧道火灾应急预案提供了重要的技术支持。     

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.     

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。     

基于FDS的不同排烟模式下餐馆火灾数值模拟

为研究火灾场景下自然排烟和机械排烟2种方式对火灾发展的影响,指导人员进行安全疏散和为消防队灭火救援提供参考依据,采用FDS软件模拟的方法对特定餐馆模型在不同排烟方式下厨房、走廊、餐厅的温度、能见度、CO浓度变化情况和烟气蔓延过程进行分析探讨。结果表明:综合3项安全指标考虑,自然排烟模式下走廊区域在火灾发生后81 s内为最佳逃生时间,而在机械排烟模式下,最佳逃生时间延长至100 s.自然排烟模式下,餐馆所有区域在277 s后均处于危险状态,而机械排烟能够将烟气控制在局部范围内,餐馆一半以上区域没有受到火灾波及。与自然排烟相比,机械排烟有效地将各个区域到达3种危险状态的时间推后,为人员的安全撤离争取了宝贵的时间。从而为保证火场人员的安全疏散和消防人员的灭火救援提供有利条件。因此,餐馆的防排烟系统设计宜选用布置合理、参数可靠的机械排烟系统。     

隧道火灾上游烟气温度分布规律的实验研究

隧道一旦发生火灾事故,火源上游蔓延烟气温度的高低决定着司乘人员逃生的危险程度。通过分析在1/20小比例尺寸隧道模型中开展的26种隧道较大火灾规模实验场景所对应的实验数据,研究了不同燃料类型、不同隧道截面尺寸的隧道火灾在不同纵向通风风速工况下对火源上游烟气温度的影响。研究结果表明,隧道宽度和纵向风速对顶棚下方烟气温度最大温升影响不大,而隧道高度对其影响较大;此外火源上游烟气温度随着纵向风速的增大而减小,随着隧道横截面尺寸的增大而增大;最后给出了隧道火灾顶棚下方火源上游烟气无量纲温升与无量纲距离的关系模型。     

公路隧道火灾烟气流动的数值模拟分析

基于公路隧道在火灾安全体系研究方面的迫切需要, 本文以成都天府隧道为对象, 对隧道火灾烟气流动建立了数学模型和物理模型。采用CFD方法, 利用PHOENICS3.6.1软件对该工程实例在纵向通风控制条件下, 火灾烟流的问题进行了数值模拟研究, 给出了不同纵向通风速度下该公路隧道火灾烟气的浓度场、温度场等的分布规律, 讨论了烟气的发展情况, 得到了不同区段火和烟气对人构成威胁的情况, 并对隧道火灾的控制、救援和人员疏散提出了一些建议。研究结果可为研究烟气的运动情况和制定防灾救灾预案提供直接的理论依据和指导。     

城市地下联系通道火灾通风排烟设计方法

 城市地下联系通道是一种新型地下交通形式,其火灾通风排烟设计较一般城市直线型隧道更为复杂。针对地下联系通道的构造特点,提出火灾时将车行通道视为一个独立于地下车库的构筑物,依据竖井和出入口布局,利用防火卷帘将整个通道分隔成多个排烟控制区段,使烟气在设定排烟区段内沿车行方向排出地面的火灾通风排烟设计方法。以苏州火车站UTLT为依托工程,将其划分为8个排烟控制区段和3类通风排烟组织方式,利用FLUENT对典型场景火灾烟气蔓延进行模拟计算。模拟结果表明,烟气被限制在设定排烟区段内流动并排出地面,且防止了烟气逆流产生,可有效保证火源下游车辆和火源上游人员的逃生安全,验证了火灾通风排烟设计的合理性。     

盾构机水幕阻烟效果的数值模拟

在狭长隧道施工过程中发生盾构机外部配电箱失火的情况下,创建了隧道、火源和通风管道等的网格模型,研究了盾构机水幕系统的阻烟效果.同时,针对原盾构机水幕系统缺陷提出了改进的设计方案,验证了改进后水幕系统的阻烟效果,并分析了水幕系统喷淋头的数目及其水流量对狭长隧道内部烟气扩散的影响.结果表明：开启水幕,可以有效阻止外部烟气向盾构机内侧扩散,保证掘进面附近工作人员的相对安全;合理的喷淋头布局,可以使水滴粒子分布更加均匀,能够更好地阻止烟气的扩散;适度增加水幕系统喷淋头的数目及其水流量,可以提高水幕的阻烟效果.     

环境参数对公路隧道火灾蔓延的实验研究

以象山隧道为研究对象,利用缩尺温度模型进行实验。研究环境温度、通风速度对隧道内的温度以及烟气蔓延的影响规律：隧道内汽车着火后,火源上方隧道顶部的温度上升幅度大,上、下游人眼特征高度处温度的上升幅度较小;通风对隧道内温度的影响很大,但不是风速越大,温度下降的越多,离火源距离越远,通风对温度影响越小;环境温度越低,烟气蔓延时间越短;火灾发生后,未开启风机时,烟气蔓延降至人眼特征高度处时间需350～415s,开启风机后,风速为2.4m/s和4.8m/s时,烟气达到人眼特征高度处的时间分别为25～40s和20～30s。在实验结果基础上给出建议,以便给监督管理部门对风速的调节和灭火救援及人员疏散提供参考。     

自动喷水灭火系统在公路隧道火灾的应用模拟研究

自动喷水灭火系统是目前在隧道消防应用中存在较大争议的灭火系统。通过FDS+EVAC软件模拟了公路隧道分别在有安装自动喷水灭火系统和没有安装自动喷水灭火系统的情况下发生火灾,对两种工况隧道内的烟气运动、温度分布、CO浓度分布进行了分析;并对人员的疏散进行了模拟。考虑了在不同的位置下不同的温度与一氧化碳浓度对人员的影响,并与相关的现实实验结果对比。结果表明安装自动喷水灭火系统可以有效降低隧道温度,安装此系统为隧道火灾发生的疏散救援提供了有利条件。     

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。     

基于热效率的直洞式火炕烟道构造形式优化设计

直洞式火炕存在高温烟气流场范围小、接触炕板面积小、出烟口温度高等缺点,导致火炕热效率低、热舒适度差。为改善和提升火炕热工性能,以流体力学和建筑热工知识为指导,遵循前引后导原则对烟道布置形式进行优化设计。通过对大量火炕模型烟气流场的模拟,精选出I(A)型、II(A)型2种改进火炕方案。利用ANSYS模拟技术对比分析可知:与现状火炕相比,改进火炕能够使更大范围的烟道炕洞、炕面板接触到高温烟气进而吸蓄、存储、释放烟气热量,降低了出烟口的排烟温度,大幅提升了火炕热效率和热舒适度。同时,也为火炕的优化设计研究提供了一种新的技术方法。     

纵向排烟对环路隧道火灾排烟效果实验

为了给城市地下交通隧道中存在环路系统提供防排烟系统设计参考依据,以某城一地下交通隧道为例,进行1:3缩尺模型实验,探讨环路隧道中烟气蔓延和温度变化情况。实验得出,在纵向排烟下外环路具有良好的排烟效果,但内环路烟气发生回流,形成烟气环流,因此在环路隧道纵向通风的基础上建议使用外环路排烟方式进行排烟。