地鐵站臺火災(zāi)煙氣擴散與控制的區(qū)域模擬.pdf

1、城市地鐵火災(zāi)煙氣運動規(guī)律的研究，對于地鐵站臺的設(shè)計以及地鐵火災(zāi)的評估、撲救和預(yù)防都有重大的社會和經(jīng)濟(jì)意義。本文通過數(shù)值模擬方法，對城市地鐵火災(zāi)煙氣的運動和控制進(jìn)行了分析和研究。首先，對國內(nèi)外關(guān)于地鐵火災(zāi)煙氣的運動和控制的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與綜述。在此基礎(chǔ)上，運用區(qū)域模擬的基本思想，即：將每個房間分為相對較熱的上層煙氣與相對較冷的下層空氣，且假定各個區(qū)域內(nèi)部各物理參數(shù)均勻一致，運用質(zhì)量守衡原理、能量守衡原理及理想氣體定律，針對每一個房間建

2、立了地鐵車站火災(zāi)煙氣運動的物理模型，導(dǎo)出了煙氣運動的控制微分方程組。火災(zāi)各分過程，如：燃燒化學(xué)、羽流、頂棚射流、水平孔道流、豎直孔道流、對流換熱、導(dǎo)熱及輻射換熱通過方程組的源項體現(xiàn)出來。采用C.W.Gear提出的剛性穩(wěn)定的常微分方程組數(shù)值解法來求解方程組。針對某雙層地鐵站臺，分析了火災(zāi)危險臨界條件，根據(jù)火災(zāi)危險臨界條件，分別計算了火源附近人員撤離時間、站臺人員撤離時間和站聽人員撤離時間，然后確定了地鐵火災(zāi)的安全疏散時間，作為衡量不同防排

3、煙方案效果好壞的判據(jù)。為達(dá)到較好的計算精確度，車站被劃分為24/28個計算區(qū)間，利用CFAST軟件分別計算了站臺中部和端部火災(zāi)時，在有無阻擋和噴淋及送風(fēng)的多種不同組合工況下的煙層溫度、高度、濃度跟隨時間的變化規(guī)律。研究了在地鐵站臺設(shè)立機械排煙及排煙口位置、機械送風(fēng)、噴淋裝置以及擋煙墻對煙氣運動的影響。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，提出了相應(yīng)的控制地鐵火災(zāi)煙氣蔓延及有利于人員撤離的最佳方案。結(jié)論就是：不論是站臺中部還是端部火災(zāi)，只有噴淋、擋煙垂壁、樓