地鐵站臺火災(zāi)煙氣流動與機械排煙模式.pdf

1、目前,我國地鐵軌道交通建設(shè)進入了高速發(fā)展時期,隨著地鐵線路的不斷增加,出現(xiàn)了越來越多的換乘車站,而空間交錯地鐵車站由于其換乘方便、結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單被廣泛應(yīng)用于地鐵換乘。由于換乘車站結(jié)構(gòu)特殊且客流量大,一旦發(fā)生火災(zāi),容易造成群死群傷事故,研究表明地鐵火災(zāi)中的人員傷亡主要是因為吸入了大量的煙氣導(dǎo)致昏迷甚至是窒息而死亡的,因此研究煙氣在地鐵站臺內(nèi)的流動規(guī)律以及空間交錯地鐵車站防排煙模式具有重要意義。
　　作者基于實驗室已有模型建立1:10地

2、鐵站臺局部模型實驗臺,實驗研究了火災(zāi)發(fā)生在站臺不同位置時火源強度以及機械排煙量對站臺內(nèi)的溫度以及煙氣層高度的影響;并且以西安地鐵二號線行政中心車站為研究對象,對空間交錯地鐵車站進行FDS全尺寸數(shù)值模擬,研究了不同防煙分區(qū)內(nèi)火災(zāi)的煙氣流動規(guī)律、溫度分布、CO濃度場、煙塵濃度及可見度場,并且對比了不同排煙模式下的煙氣蔓延情況,根據(jù)地鐵火災(zāi)中人員生命安全的判斷標準選擇出最佳防排煙方案,并對其不足之處進行優(yōu)化分析。
　　根據(jù)相似理論推導(dǎo)出

3、1:10地鐵站臺的模型率和比例尺,建立了1:10模型實驗臺,在實驗臺內(nèi)進行了大量的基礎(chǔ)性實驗。1:10模型實驗研究結(jié)果表明:
　　(1)地鐵站臺端部發(fā)生火災(zāi)時封閉端僅靠近火源處的溫度要高于開敞端,其他區(qū)域相對于開敞端基本一致。
　　(2)地鐵站臺發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生了大量的高溫?zé)煔?其溫度分布在垂直方向上存在明顯的溫度梯度,上部的煙氣溫度高于下部的煙氣溫度,并且溫度隨時間的變化可以分為三個階段:a)火源燃燒增長階段;b)火源穩(wěn)定燃

4、燒階段;c)火源減弱階段。
　　(3)增大機械排煙量可以有效地降低站臺內(nèi)的溫度,并且使煙氣層高度下降速度減慢,當排煙量增大到一定程度時,可以使煙氣維持在一定高度,即達到動態(tài)平衡。
　　利用FDS火災(zāi)模擬軟件對典型空間交錯地鐵車站建立了全尺寸模型,對不同火災(zāi)工況進行了可視化研究,得出結(jié)論如下:
　　(1)加擋煙垂壁會在火源發(fā)生防煙分區(qū)內(nèi)形成一個蓄煙池,會對煙氣的蔓延起到一定延遲作用,但是會使該防煙分區(qū)內(nèi)頂棚溫度相對升高。

5、
　　(2)當火災(zāi)發(fā)生在島式站臺中庭防煙分區(qū)時,穹頂對于控制煙氣擴散速度具有重大的意義,它可以減緩煙氣向其他防煙分區(qū)蔓延的時間,且煙氣擴散出穹頂?shù)臅r間隨著穹頂高度的增加呈指數(shù)函數(shù)增加,另外煙氣不能擴散至地下三層的側(cè)式站臺中,這將為人員逃生提供新的途徑。
　　(3)當火災(zāi)發(fā)生在地下二層島式站臺端部時,打開屏蔽門進行輔助排煙時,關(guān)閉軌底排熱風(fēng)口僅開啟軌頂排熱風(fēng)口進行排煙可以將煙氣控制在該防煙分區(qū)內(nèi),并且保證360s內(nèi)安全高度2m

6、以下的環(huán)境達到人員安全標準。
　　(4)地下三層側(cè)式站臺發(fā)生火災(zāi)后,煙氣上升到頂棚并沿頂棚縱向蔓延,當煙氣撞擊側(cè)墻時發(fā)生“回流”現(xiàn)象降低了煙氣層高度,240s時煙氣下降到安全高度以下。
　　(5)頂棚溫度隨著距火源距離的增加而逐漸減小,并且符合指數(shù)衰減規(guī)律;并且在遠離火源端溫度沒有豎向分層。
　　(6)側(cè)式站臺發(fā)生火災(zāi)時,樓梯口處的溫度和CO濃度都是隨著高度的增加而逐漸增大,但是其增長規(guī)律并不相同,溫度隨著高度的增加符

7、合指數(shù)函數(shù)增長關(guān)系,而CO濃度隨著高度的增加呈線性增長關(guān)系。
　　(7)打開屏蔽門進行輔助排煙可以完全將煙氣控制在地下三層側(cè)式站臺,但是其在站臺兩端存在排煙死角,可見度降低到10m以下。
　　(8)即使打開屏蔽門排煙,由于站臺狹長層高較低,在反浮力壁面射流的情況下會出現(xiàn)排煙死角,打開側(cè)式站臺兩端的防火門,通過隧道排煙可有效地解決排煙死角問題,從而增加側(cè)式站臺兩端的可見度。
　　本課題的研究既可為地鐵火災(zāi)相關(guān)課題的研究提