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。     

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。     

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.     

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。     

排烟状态下隧道火灾温度及烟气流动实验研究

为研究不同火源位置和排烟风速对隧道火灾烟气蔓延的影响,以辽宁省海棠山隧道部分区段作为设计原型,建立1∶12缩比例试验平台,以温度、CO_2气体作为观测对象进行研究.并通过PyroSim软件模拟结合对比,分析了火源与排烟口所在直线与地面形成的倾角与排烟风速对火灾蔓延的影响.结果表明:当排烟风速达到0.45m/s时,对于18.95kW以下火源功率可以有效防止其烟气回流;烟气温度与CO_2体积质量随着排烟风速的增大峰值明显减小;风速越大,排烟效果越好;火源与排烟口所在直线与地面形成的倾角为45°时,排烟综合效果相对最好.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

不同集中排烟量对隧道火灾烟气控制效果的影响

 以钱江水下盾构隧道为研究对象,采用FDS 5.0对双向均衡排烟模式和50MW火灾规模下、10个不同集中排烟量对隧道火灾烟气控制效果的影响进行模拟计算。对比分析不同集中排烟量下,隧道内排烟阀处竖向排烟风速、排烟阀及排烟风机口处温度、排烟效率、行车道2m高度处能见度、烟气蔓延范围的变化情况。模拟分析表明,集中排烟量对排烟效果影响很大。当排烟量为190m³/s时,可达到较好的隧道火灾烟气控制效果。     

移动式排烟机对地铁车站火场排烟的作用

当地铁车站发生火灾时,在火场中保证一条安全的通道对于乘客疏散逃生和消防人员灭火救援都是至关重要的.本文采用FDS软件,计算模拟了北京地铁某典型车站在无车站固定机械排烟设施的情况下,通过自然排烟和外部移动式排烟机进行排烟时的三维烟气流场,重点对出口通道的温度、风速、能见度能否满足人员疏散时的要求进行了分析,为地铁车站火场进行外部移动式排烟方式的选择和乘客疏散逃生路线的制定提供了依据.     

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。     

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.