縱向通風對隧道火災煙氣層結構及豎井排煙的影響機制研究.pdf

1、在我國經濟飛速發(fā)展的大環(huán)境下，城市化進程正平穩(wěn)有序地進行，為了降低區(qū)域人口增長帶來的交通壓力，地下空間的開發(fā)使用便成為城市發(fā)展的重要方向。近幾年來，全國各城市修建大量城市公路隧道以及地鐵隧道，為人們的交通出行帶來極大便利。但隨之而來的是，城市中各種隧道存在的火災隱患以及已經出現的火災事故給隧道消防工作的開展帶來了巨大挑戰(zhàn)。在火災事故中，因吸入煙氣窒息死亡的人數比例達到85％，對于隧道火災，煙氣運動規(guī)律研究以及高效排煙模式的選擇對降低火災

2、事故損失、救援工作的開展具有重要意義。盡管前人已在此方面進行研究，但隧道中縱向風作為一重要邊界條件，在其影響下的煙氣運動規(guī)律，豎井區(qū)域流場、溫度場結構，豎井排煙效率與無通風時有很大不同。
　　因此本文通過進行理論分析，開展小尺寸實驗以及全尺寸模擬實驗，研究在縱向通風影響下的隧道火災煙氣熱分層以及不同邊界條件對豎井排煙的作用規(guī)律，主要內容為以下幾個方面:
　　1、煙氣熱分層及其判定方法對比。通過開展理論分析以及小尺寸實驗，對隧

3、道火災中煙氣在不同風速影響下的熱分層現象及其變化規(guī)律、結構特點進行研究:對于5.73 kW火源，縱向通風風速達到0.0961 m/s時煙氣層穩(wěn)定性開始被破壞，在風速超過0.226 m/s時完全紊亂。隧道火災煙氣層界面高度在縱向通風影響下為下降再升高，2.30kW、5.74kW、9.18kW三種火源功率，其風速拐點分別為0.485 m/s、0.629 m/s、0.629 m/s。對不同熱層判定方法結論進行對比分析:對于N系數法，建議N取值

4、為30;低風速下可考慮無量綱溫度法;浮力頻率法判定結果偏低。
　　2、對縱向通風影響下的豎井排煙煙氣卷吸情況進行分析，采用小尺度實驗研究縱向通風對隧道豎井區(qū)域煙氣流場結構以及吸穿現象的影響規(guī)律。對于低高度豎井或縱向通風較大的工況，會出現外界冷空氣自豎井頂部卷吸進入豎井內部的現象，影響煙氣排出。在吸穿臨界條件的判定中，無量綱數Fcritical=1.5在無風條件下尚可適用，但在縱向通風條件下不再適用，而Ri'Fcritical=1.