西安地铁某岛式站台火灾条件下人员疏散环境的数值分析

本文采用FDS软件,对西安地铁2号线某岛式站台端部火源强度为5 MW的火灾工况进行了数值模拟.在采用事故风机(TVF)+站台空调通风与回风(SEF)+站台下侧排烟的强制通风( UPE)模式下,分析了屏蔽门的不同开启模式对能见度、烟气温度、CO浓度、热辐射和新风风速的影响.结果表明,着火6 min时,强制通风可以使站台和进入站台层的楼梯人口处的温度小于60℃,CO浓度小于312.5 mg/m3 (250 ppm);全部或部分开启屏蔽门可以实现站台烟气层向站台隧道的抽吸,增加站台安全撤离区域.     

地铁车站公共区烟气控制模式及效果研究

根据起火位置不同及烟气控制要求,给出了地铁车站公共区火灾工况下的烟气控制模式,运用FDS对地铁车站公共区火灾烟气控制效果进行模拟。结果表明,制定的烟气控制模式基本能够满足地铁车站公共区烟气控制要求;站厅公共区火灾工况下,起火区域的烟气温度未达到人体耐受极限条件,烟气没有蔓延至站台公共区,烟气控制满足人员疏散需要;站台公共区火灾工况下应开启隧道风机辅助排烟,确保扶梯口下行风速不小于1.5 m/s,防止烟气通过扶梯蔓延至站厅公共区。     

地铁区间长度大于20 km 的隧道火灾排烟方案

针对地铁超长区间隧道火灾通风排烟方案,结合广州地铁十八号线工程,采用数值模拟的方法,分析了地铁列车在区间不同停靠位置时的通风排烟方案下的隧道拱顶下方温度以及隧道内流速。结果表明：该通风排烟方案可以较好地控制隧道内温度,隧道内流速也满足规范中大于2 m/s小于11 m/s的要求。研究结果为隧道安全运营提供了保障,为相关工程提供参考。     

城市隧道组合通风排烟效果模拟研究

利用FDS数值模拟对某3 300m城市隧道组合通风排烟方式的火灾烟气控制效果进行了研究。根据不同烟气控制方案下2m高处的温度和能见度结果的分析可知,对于采用组合通风排烟方式的城市隧道,当发生20MW的火灾时,应控制纵向风速在2.5m/s左右并且只开启火源下游的排烟口,可以较好地保证火源上下游人员的安全。     

中梁山隧道火灾通风排烟的数值模拟

根据中梁山地铁区间隧道的实际情况确定最不利的通风排烟模式,利用FDS对火灾时的通风排烟进行模拟,分析隧道内不同时刻、不同截面位置的烟流特性参数。模拟结果显示,射流风机作用下火区上游通风风速为2.5 m/s,没有产生回流,起火列车人员能够安全疏散。烟流前锋面到达非起火列车的时间超过850 s,大于非起火列车人员疏散完成时间。     

海底特长隧道利用横通道控烟技术研究

摘 要：为了解决特长海底隧道发生火灾时的排烟问题,提出利用服务通道和联络横通道辅助送风的通风方案。利用火灾动力学模拟软件（FDS）,建立隧道火灾通风模型,通过研究通风排烟时服务隧道内补风量与横通道开启数量对火灾烟气的控制效果,确定通风系统的技术参数。结果表明：火灾发生时,事故隧道内纵向通风风速2 m/s,同时开启火源上游3 个横通道,并在服务隧道两端各施加1.3 m/s 纵向通风风速,既可将烟气控制在火源一侧,同时不影响人员安全疏散,其控烟效果与通风网络解算结果一致。采用横通道辅助送风的通风方案,控制特长海底隧道内火灾烟气蔓延是具有理论可行性的。     

地铁区间隧道火灾通风模式的数值分析

介绍了地铁区间隧道火灾常见的几种通风排烟模式,对其中一种最复杂的模式进行了数值分析。模拟分析得出,对于地铁实际工程中的单线盾构圆形隧道,在10 MW火灾强度下,着火区间隧道内2.6~2.9 m/s左右的纵向风速可以有效阻止烟气发生逆流;在着火区间隧道2.9 m/s的纵向风速下,未着火区间隧道两端对送送风速度为1~1.5 m/s时,联络通道内有风速为6 m/s左右的气流流向着火区间隧道,可有效抑制烟气通过联络通道向未着火区间隧道蔓延,保证人员的安全疏散。     

大型地铁换乘车站站台火灾的排烟模式研究

以某大型地铁换乘车站为研究对象,根据车站通风排烟系统的设置情况,将站台火灾排烟模式分为只开启站台排烟风机进行排烟和同时开启站台排烟风机和隧道风机进行排烟2种。选用计算流体力学软件FDS,将火源设置在地下二层站台中部区域,建立地铁车站三维模型,采用大涡模拟方法对站台两种排烟模式的排烟效果进行模拟。对站台内烟气蔓延、能见度和补风风速的分析结果表明:开启车站隧道风机进行辅助排烟可以有效地控制烟气蔓延到站厅,增加了楼扶梯口处的补风风速,达到了更好的防排烟效果。     

地铁站台火灾屏蔽门开启方案实验与数值模拟对比研究

以广州地铁三号线大塘站为例,采用实测和数值模拟方法,分析了地铁站台发生火灾时标准区间站站台5种屏蔽门开启模式下通过屏蔽门的风速和风量,研究了屏蔽门的最佳开启方案。结果表明,地铁站台发生火灾时,屏蔽门的开启数量分别为2,4,6,24(全开)时,均能满足人员疏散的要求,也符合相关地铁设计规范的要求;但最佳的屏蔽门开启方案是开启站台一侧两端各2个屏蔽门,另外再开启站台排烟风机。     

地铁长区间隧道排烟模式节能性分析

针对地铁长区间隧道中着火列车停在中间竖井处的火灾情况,搭建1∶10比例的隧道模型并开展火灾实验,研究烟气自然填充时不同竖井高度、机械通风时不同纵向风速和不同竖井排烟风速下隧道内的顶棚温度分布、人眼特征高度处温度分布和CO浓度分布规律,得出最佳的排烟模式。结合经济投入对比分析,选择既满足排烟效果又经济节能的排烟方式。结果表明,排烟时采用最低的竖井高度10 m,不开启竖井排烟设施,只通过竖井前后的纵向通风速度v1=1.6 m/s,v2=2.5 m/s排烟,此时的节能效果最优。研究结果可为地铁长区间隧道的排烟节能优化提供一定的参考。     

双层盾构公路隧道侧向重点排烟效果研究

摘 要：利用FDS对某双层盾构公路隧道的侧向重点排烟系统进行了模拟研究,探讨了排烟口面积、间距、排烟口开启方案以及纵向通风对排烟效果的影响。结果表明：在无纵向风的条件下,火灾稳定后排烟口的面积为3~5 m2、排烟口间距为60~100 m时,排烟口的面积和间距对排烟效果的影响很小。随着纵向通风风速的增大和上游排烟口开启数量的增加,隧道侧向排烟系统的排烟效率明显减小。双层隧道上下层排烟口的排烟效率分布规律基本相同,下层隧道的总排烟效率略高一些。本文所研究的双层隧道发生20 MW火灾时,在纵向通风风速2 m/s下,排烟口间距为60 m,排烟口面积为4 m2,上游开启2个排烟口、下游开启4个排烟口时排烟效果更好。     

屏蔽门开启模式对地铁火灾烟气流动的影响

采用Fluent软件,选择RNG k-ε模型对某地铁站站台端部火源强度为5 MW的不同火灾工况进行数值模拟,在站台原有的通风系统加上屏蔽门作为排烟口的通风模式下,分别分析了屏蔽门不同开启模式对烟气速度、温度、浓度的影响。研究结果表明,地铁站台着火6 min时,屏蔽门作为排烟口进行排烟可使站台层的楼梯口处温度小于452 K,气流流动速度大于1.5 m/s;屏蔽门的开启可以实现将站台层的烟气向隧道抽吸,扩大站台安全区域。     

公路隧道超长距离纵向排烟试验研究

为研究5 km以上公路隧道超长距离全射流纵向排烟可行性与有效性,依托全长6 015 m的羊鹿山隧道,在不利于排烟的左线隧道（单向下坡）内开展20 MW现场火灾全射流纵向排烟试验。试验期间自然风速为1.0~1.6 m/s,与通风排烟方向相反,表现为排烟阻力。研究表明：左洞内开启6组射流风机时,洞内沿程风速约为3.5 m/s,开启12~15组风机时,下坡隧道内沿程风速约为5.5~7.0 m/s;20 MW油盘火试验从点火开始到烟气全部排出洞外的时间约为30 min。根据现场火灾排烟试验,对于羊鹿山隧道,在保证人员安全的情况下,采用全射流纵向排烟是可行的。     

单洞双向公路隧道火灾人员疏散救援研究

为了研究单洞双向公路隧道在发生火灾时隧道内部人员的逃生问题,首先结合PHOENICS计算软件建立了某特长单洞双向隧道的计算模型,其次参考实际情况选取了5 MW、20 MW及30 MW下的共计27种火灾计算工况,通过计算得出了火灾的烟雾场、温度场、CO、能见度以及控制风速的情况。进一步结合以上研究成果,并借助于Pathfinder人员疏散软件,以Crane修正模型及FED死亡模型为基础,同时以“高温CO”叠加伤害为原则,进一步从上述27种工况中选取10种典型计算工况对人员的疏散逃生情况进行了分析研究。研究得出:对于火灾规模为20 MW时,在交通堵塞的情况下人员能够在613.5 s内安全疏散,且无人员死亡;当火灾规模为30 MW时,在交通堵塞的情况下,主隧道纵向通风风速为1.0 m/s和2.0 m/s时,人员不能安全疏散,主隧道纵向通风风速为3 m/s时,人员能安全疏散,但疏散速度最慢的人员安全性难以保证,故建议30 MW火灾下主隧道的纵向通风风速应大于3 m/s。     

地铁轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案研究

以武汉某地铁车站为例,通过数值模拟和实验测试,对地铁车站站台发生火灾时轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案和站台端部专用排烟风管方案进行研究。研究表明,轨顶排热系统协同站台火灾排烟方案可行,各楼梯、扶梯口处均能形成向下不小于1.5 m/s 阻止烟气向上蔓延的气流;当轨顶侧排烟口均匀布置时,站台火灾联动设备最少,协同排烟效果最好。站台端部专用排烟风管协同站台火灾排烟方案,在车站楼梯、扶梯口数量较多时,楼梯、扶梯口部阻挡气流风速存在低于1.5 m/s 的风险,应慎重选用。     

异形结构隧道火灾安全疏散研究

以某城市地下双层异形交通隧道为典型案例,按照车辆发生火灾的区域将隧道火灾划分为6种火灾场景。运用FDS模拟排烟失效与3m/s风速下的烟气蔓延状况,得到人员疏散可用时间。利用Pathfinder对逃生门洞的设置间距进行数值计算,得到人员疏散必需时间。将可用疏散时间与必需时间进行对比,得出异形隧道的合理排烟风速范围与疏散门的合理间距范围。     

火灾工程在厦门翔安隧道项目中的应用

近年来,许多国家都发生了不同程度的公路隧道火灾事故,在国际上引起了广泛的关注。因此,火灾工程分析方法在国际隧道防火设计上的应用越来越普遍。通过引入可维生环境的设计概念,当隧道内发生火灾时,利用纵向通风模式达到满足隧道内人员疏散逃生要求的目的。厦门翔安隧道是国内第1条大断面海底隧道,全长约9 km,海底隧道长5.95 km。本文首先分析了厦门翔安隧道的特点,然后引入了国际上常用的进行火灾工程分析所使用的可维生环境概念,最后对该工程进行了火灾模拟分析。假定隧道内发生火灾的最大释热量为30 MW,分析后发现设计单位采用的2.5 m/s临界风速不能满足火灾工况下的烟控要求,烟气有回流现象发生。因此建议临界风速由2.5 m/s提高到3.0 m/s,确保烟气能被有效控制以保证隧道防火安全。在纵向风速为3.0 m/s的情况下,分析了火灾发展不同时刻的可维生环境参数,确保隧道内人员能安全疏散,从而提升厦门翔安隧道烟控、消防、防灾系统的整体设计水平。     

不同隧道排烟模式对站台火灾人员疏散的影响

为探究站台火灾条件下不同隧道排烟模式对地铁人员疏散的影响,以岛式地铁站为研究对象,利用Pyrosim建立火灾模型,并分析4种隧道排烟模式下的楼扶梯入口风速、烟气温度、CO体积分数和能见度的分布。结果表明：单一隧道排烟模式均无法满足安全疏散要求;疏散时间360 s内,在人眼特征高度处,车站隧道排烟模式下的人员疏散经过区域的能见度不能满足疏散要求,CO体积分数、温度、楼扶梯口风速均满足安全疏散要求;3种区间隧道排烟模式下的楼扶梯口风速均无法满足人员安全疏散要求,区间隧道推拉式反向排烟模式最不利于疏散区域烟气散热,区间隧道双拉式排烟模式排烟效果最为显著;火灾烟气的3个潜在危险因素中,相比于温度和CO体积分数,满足能见度在安全范围内的难度更高。     

地铁站台火灾不同排烟模式对人员疏散的影响

为研究火灾场景下不同排烟模式对人员疏散的影响,以某双层岛式地铁车站为原型,通过FDS软件建立火灾模型,分析4种排烟模式下地铁站台的火灾烟气温度、CO体积分数、能见度的分布。规定疏散时间360 s内,在人眼特征高度1.6 m处：自然排烟模式下的人员疏散途径区域出现温度大于60 ℃、CO体积分数大于250×10^-6、能见度低于10 m的区域;车站隧道排烟模式下的人员疏散途径区域出现能见度低于10 m的区域;车站公共区排烟模式和车站公共区及车站隧道混合排烟模式下,人员疏散途径区域火灾烟气温度、CO体积分数、能见度均低于疏散指标。     

纵向风速对隧道细水雾灭火效果影响探讨

摘 要：为了探究细水雾和纵向通风共同作用下隧道内烟气运动情况,确定配置有细水雾灭火系统的隧道最佳通风策略。采用FDS建立了隧道细水雾数值模拟模型,分别计算了不同纵向风速情况下隧道内温度、有害气体浓度及辐射热通量的变化情况。结果表明：30 MW火灾规模下,烟气层在火源上风向15 m的喷雾区开始出现逐渐层降,烟气层下降至2 m以下;至300 s灭火结束时,上风向150 m内,烟气层全部下降至2 m以下。故火灾发生5 min后,人员疏散距离应大于150 m。对比相同通风风速下（1 m/s）细水雾施加前后辐射热通量变化情况得出,开启细水雾灭火系统25 s后,火源下游5 m处热辐射强度由6 kW/m2降至0。建议开启细水雾灭火系统时尽量保持隧道内1 m/s的通风风速。