地鐵隧道自然通風(fēng)火災(zāi)試驗(yàn)及模擬計(jì)算分析研究.pdf

1、地鐵建設(shè)迅速發(fā)展過(guò)程中，節(jié)能和防災(zāi)成為我們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。在地鐵區(qū)間隧道頂部開(kāi)孔，利用地鐵列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生的“活塞風(fēng)”進(jìn)行自然通風(fēng)換氣是一種可能的通風(fēng)技術(shù)手段。列車(chē)在自然通風(fēng)隧道內(nèi)發(fā)生了火災(zāi)，如何控制火災(zāi)煙氣擴(kuò)散以保證人員安全疏散，是值得深入研究的課題。本文針對(duì)地鐵自然通風(fēng)模式進(jìn)行了火災(zāi)模型試驗(yàn)研究，并采用FDS軟件和大渦模擬方法對(duì)地鐵區(qū)間自然通風(fēng)隧道不同工況條件下的火災(zāi)通風(fēng)情況進(jìn)行數(shù)值模擬研究。
　　 采用1/15縮尺比模型和Fr

2、oude模擬方法，對(duì)地鐵自然通風(fēng)段火災(zāi)通風(fēng)進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。在不同火源熱釋放率下，對(duì)寬度一定的通風(fēng)孔在不同間距、長(zhǎng)度和高度下進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)對(duì)隧道煙氣溫度分布和通風(fēng)孔的煙氣溫度、流量進(jìn)行了測(cè)量。試驗(yàn)結(jié)果表明：火源位置所在的兩通風(fēng)孔之間的區(qū)域煙氣濃度和溫度都很高，煙氣主要集中在第一個(gè)通風(fēng)孔排出，之后濃度和溫度都急劇降低；隨著通風(fēng)孔間距增大，通風(fēng)口排煙的溫度和流量降低；通風(fēng)孔長(zhǎng)度、高度和有、無(wú)列車(chē)模型對(duì)隧道內(nèi)的溫度和排煙效果影響較小。

3、r>　　 采用火災(zāi)數(shù)值模擬軟件FDS(Fire Dynamics Simulation)和大渦模型(LES)對(duì)隧道火災(zāi)進(jìn)行模擬，將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明，地鐵自然通風(fēng)火災(zāi)模型試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好，表明FDS軟件可以用于地鐵自然通風(fēng)火災(zāi)的模擬分析。
　　 通過(guò)對(duì)火災(zāi)通風(fēng)隧道環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)和火災(zāi)熱釋放率的分析，得出了隧道火災(zāi)環(huán)境控制的四個(gè)參數(shù)：隧道頂壁煙氣溫度、隧道人員高度處的溫度和CO濃度及人員高度

4、處的能見(jiàn)度；火災(zāi)熱釋放率在模擬時(shí)間取峰值10MW。主要控制標(biāo)準(zhǔn)為人員高度能見(jiàn)度，當(dāng)隧道內(nèi)人員高度能見(jiàn)度大于8.4m時(shí)，其余三個(gè)參數(shù)均滿足逃生要求。
　　 采用FDS對(duì)不同開(kāi)孔條件下隧道內(nèi)煙氣擴(kuò)散的規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析，計(jì)算通過(guò)隧道開(kāi)孔的煙氣流量，對(duì)自然通風(fēng)時(shí)火災(zāi)的安全性進(jìn)行分析和評(píng)估，得出了滿足防災(zāi)要求的、合理的通風(fēng)孔開(kāi)孔條件。并由計(jì)算結(jié)果分析認(rèn)為，孔間距低于80m時(shí)，滿足人員安全要求的最小孔長(zhǎng)隨著孔間距減少有陡降趨勢(shì)，在人員