地鐵站火災煙氣流動特性及控制方法研究.pdf

1、地鐵是城市最重要的公共交通工具之一，是今后城市公共交通的主要發(fā)展方向，也是城市現(xiàn)代化的重要標志。目前全世界已有越來越多的城市建成或正在建設自己的地鐵交通系統(tǒng)，國內(nèi)也正處于地鐵交通系統(tǒng)的飛速發(fā)展階段。地鐵在給人們帶來了便利的出行方式的同時，也給火災防治帶來了許多新的問題。近年來陸續(xù)發(fā)生了多起重特大地鐵火災，造成了慘重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。統(tǒng)計結果表明，造成地鐵火災中人員傷亡的主要因素是由于不完全燃燒所產(chǎn)生的有毒的高溫煙氣。因此，研究地鐵火

2、災的煙氣流動特點與煙氣控制方法具有重要的意義。 地鐵站是一類特殊的地下建筑形式，通常由站廳層和若干站臺層組成，地鐵站各層均為狹長型結構，且各層之間存在一定的高度差。因此地鐵站火災中的煙氣流動相比于一般建筑的煙氣流動更加特殊。本文在分析了地鐵站火災煙氣流動過程的基礎上，采用理論分析、小尺寸模型實驗、全尺寸實驗與數(shù)值模擬相結合的方法對地鐵站內(nèi)的煙氣流動與控制開展了研究，論文的具體工作如下： 采用1/8的相似比建立了7.5m×

3、1.5m×0.6m的小尺寸地鐵站模型實驗臺，在實驗臺內(nèi)開展了大量基礎性實驗。并在深圳地鐵會展中心站和崗廈站的三個站臺內(nèi)開展了全尺寸火災實驗，檢驗了實際地鐵站內(nèi)的機械排煙和正壓送風擋煙效果，為地鐵火災研究積累了寶貴的實驗數(shù)據(jù)。 建立了地鐵站火災時頂棚射流最高溫度的預測模型。Alpert模型中考慮的是頂棚射流未受限的情況，對于地鐵站火災這種情況其預測值偏低。本文通過小尺寸實驗數(shù)據(jù)，得到了對于寬高比為3的地鐵站頂棚射流最高溫度的修正系

4、數(shù)。并確定出了隨火源距端部壁面距離的增加，頂棚射流最高溫度的衰減規(guī)律。 通過理論推導得出了站廳正壓送風擋煙臨界風速的預測模型，發(fā)現(xiàn)當火源功率增大到一定值后，臨界風速將達到一個最大臨界風速值。并將預測結果與全尺寸試驗結果和FDS的計算值進行了對比。結果表明，論文所建立的模型的預測結果與全尺寸試驗結果和FDS計算值符合得較好。 分析了站廳火災時，站廳兩側樓梯對火災煙氣的競爭現(xiàn)象，對陳法林的研究結果進行了修正。并采用小尺寸模型

5、試驗和FDS數(shù)值模擬對理論分析的結果進行了驗證。 本文通過在一蓄煙池內(nèi)開展機械排煙實驗，研究了在排煙口水平布置條件下，不同排煙口高度和排煙口風速對機械排煙效率的影響。驗證了Hinckley模型在預測機械排煙時發(fā)生吸穿現(xiàn)象的有效性。采用FDS對會展中心站地下三層側式站臺不同排煙口高度下的排煙效果進行了數(shù)值模擬，根據(jù)實驗和模擬計算提出了地鐵站內(nèi)適合的排煙口高度和排煙口風速。在全尺寸實驗的基礎上通過豎直模擬對地鐵站機械排煙時的排煙死角