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。     

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。     

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。     

某奥运体育场馆排烟系统和补风系统性能化设计

采用NFPA92B所提供的烟气控制计算公式对某奥运体育场馆的排烟量进行计算,并利用CFD数值模拟软件对排烟系统及补风系统进行优化设计,研究在该体育场馆内机械排烟,机械补风,自然补风三者之间的内在联系以及机械补风量对某馆排烟系统的影响。对该奥运体育场馆排烟系统以及补风系统的优化设计提供了理论依据。     

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。     

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.     

隧道火灾集中排烟时机械补风风速研究

 火灾集中排烟模式下,隧道两端射流风机需向隧道内部补充新风,以使排烟区域向火源附近排烟口方向集中,缩小烟气影响范围。从烟气控制效果出发,提出排烟效率、烟气蔓延范围、能见度3个指标作为判定合理机械补风的依据。以某越江隧道工程集中排烟为例,采用火灾动力学模拟软件FDS对-2.8%坡度隧道在不同排烟口开启方案(上游3个/下游3个、上游2个/下游4个、上游1个/下游5个)、不同纵向补风风速(0、1、2、3m/s)下的12 组火灾工况进行模拟计算。结果表明:纵向补风风速对集中排烟效果影响显著,本隧道区段火灾集中排烟时的合理纵向补风风速为2m/s,小于纵向通风时的临界风速值。     

列车运动对地铁站台空气温度分布动态影响的数值分析

对典型既有岛式站台在自然通风条件和上送下回空调方式下单列车进站、停车及出站过程中温度场的分布进行了三维动态数值模拟,通过对模拟结果的对比研究,分析了这种特定空调方式与列车运动所造成的活塞风对站台乘客候车环境舒适性的综合作用.研究表明在自然通风状态下,列车通过站台的过程会引起候车区域空气温度明显上升.而采用上送下回空调系统能够有效抑制活塞风在这一区域造成的温升,并改善候车区域在垂直方向的温度分布.     

地铁列车高速过站风环境数值模拟研究

基于 CFD 数值模拟方法, 采用“动网格”技术, 对列车高速过站(80 km/h)风环境进行数值模拟, 给出高速列车开始驶入、完全驶入和驶离车站时, 站台区域行人高度风速变化情况。在站台行人区域布置63 个风速测点, 对列车风的影响进行定量评估, 并结合评定人员活动的风环境舒适度评估标准, 划定站台区域人员活动安全和舒适范围, 为站台区域设计提供建议。     

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。     

不同站台配置的列车风特性差异研究

列车高速运行时会产生可能危害站台人员安全的列车风,而对列车风的大多数研究没有考虑站台带来的影响。为研究站台对列车风特征的影响,基于实际情况提出3种站台(无站台、单侧站台和双侧站台)配置,通过改进延迟分离涡(IDDES)数值模拟方法对比分析高速列车在无站台、单侧站台和双侧站台区域的列车风特性与周围流场差异。研究结果表明：考虑站台时,中间车在轨侧产生的合成列车风速度大于无站台配置的列车风速度,而尾流区域的列车风速度较小;站台配置对一定高度上的列车风速度的纵向分量和垂向分量影响显著;站台的垂直端面与列车壁面之间的狭窄空间会改变周围的流场结构,破坏列车尾部压力和漩涡的对称性,在站台上形成随列车纵向长度发展而上移的漩涡,在车辆与站台间区域内的涡度显著增强。基于站台区域最大列车风速度的分布,当列车以300 km/h的速度通过时,若不存在站台,则人员的安全退避距离约为3.4 m,若存在站台,则该距离减小至约2.5 m。     

北京奥运体育馆烟控系统性能化设计

根据奥运体育馆的特点,指出了对于烟控系统采用处方式设计的不足之处,给出了对体育馆进行性能化的烟控系统设计的过程,论述了人员生命安全判定指标、火灾规模、清晰高度、烟控系统参数的确定问题,并对CFD软件进行模拟验证和优化时遇到的排烟量优化、控烟分区划分、补风设计、抽漏现象的避免,过烟孔设置等问题进行了深入研究。     

基于CFD方法的室内步行街排烟方案分析

为分析室内步行街排烟方案的排烟效果,文章采用CFD方法对3、8 MW火灾功率下的16个排烟工况进行数值模拟,结果表明:在相同条件下,中庭顶部采用机械排烟方式比自然排烟方式排烟效果更好;在中庭回廊设置排烟有助于将商铺火灾溢出的烟气及时排除;中庭采用机械排烟方式时,中庭顶部排烟口布置方式对排烟效果影响不大,而采用自然排烟方式时,中庭顶部排烟口按天窗方式布置比按高侧窗方式布置排烟效果更好。     

地下商场内火灾烟气运动及控制的大涡模拟

采用湍流大涡模拟方法,对接近于方形的地下商场内的火灾烟气运动及机械排烟进行了数值模拟;研究了机械排烟口的布置和排烟量对火灾烟气排放有效性的影响.结果表明在商场具有防烟分区和挡烟垂壁的条件下,在右侧墙处实施机械排烟比在顶棚处实施机械排烟可取得较好的排烟效果.随着机械排烟量的增大,室内烟气层的高度有明显的上升,从疏散口和自然补风口处流出的烟气速度减小,流入的空气速度增大.     

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.     

基于动网格的地铁活塞效应非稳态气流模拟

活塞效应是影响地铁隧道和站台气流非稳态流动的主要因素,为此采用现场试验和数值模拟的方法对气流进行分析.其中,实验选在装有安全门的运行车站,并记录列车运行时的测点风速.数值研究基于实验车站的全尺寸模型,并利用动网格技术对其模拟.研究结果表明,采用标准k-ε方程的模拟方法结果和实验数据吻合较好,证明其适用于高雷诺数的隧道模拟研究.研究同时发现,活塞风在站台前后两个联接处(迂回风道和活塞竖井)中表现出比较稳定的分流和吸风比率,且无论在开式系统还是闭式系统状态下,进入迂回风道和吹入站台的风量是成特定比例关系的.     

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。     

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。     

卷烟厂风送系统补风计算及应用

为解决卷烟厂风力送丝系统风量不足和风机喘振问题,提出了采用变频调节及结合主管补风的方法对风送系统进行改进。通过实例计算得出,该系统风机的频率调节范围为41~50 Hz,当卷烟生产过程中有3台及以上机组停机时需要进行补风,最大补风量为3 900 m3/h。采用变频调节及结合主管补风的方法既能保证风力送丝系统有效运行,同时也提高了系统的节能效率。     

浅谈地下车库排烟与通风的设计

本文介绍了地下车库排烟与通风的设计方法,包括防烟防火分区的划分、排烟排风系统的设计以及消防补风系统,探讨了地下车库通风与排烟系统的形式,同时分析了地下车库排烟系统与排风系统完全合一的可能性。