特长公路隧道火灾事故及救援研究

由于隧道贯通运营后,隧道内交通系统处于半封闭状态,一旦隧道内部发生火灾产生烟雾无法迅速排出,隧道内被困人员的逃生以及消防人员的救援工作都是及其困难的.对隧道火灾事故、救援体系以及火灾救援要点进行分析研究,为特长公路隧道火灾预防和救援提供参考依据.     

特长公路隧道单通道互补式通风的火灾扩散特征

结合岳武高速公路明堂山隧道,采用FDS火灾模拟系统,对单通道互补式通风的火灾扩散特征进行了分析,掌握了不同部位发生火灾时高温和烟气的扩散特征,以及火灾在车辆间扩散的特征,据此验证了隧道通风方案的科学性,并为火灾救援和逃生提供支撑。     

公路隧道横通道防火避难设计研究

阐述了公路隧道火灾的特点,提出了公路隧道横通道防火避难设计的原则,分析了隧道车行横洞与人行横洞设计中的一些不足之处;并提出了改善建议,有利于保障人员逃生时的安全,避免因为设计原因导致人员逃生时受到延误。     

基于FDS公路隧道火灾仿真研究

针对公路隧道突发火灾事故问题,采用模拟软件对隧道发生的火灾进行研究。分析火灾条件下公路隧道内被困人群的疏散行为特点,给出隧道内人员疏散的安全依据,按照隧道火灾条件下通风风速不同时火灾烟气蔓延情况,确定火灾可利用疏散时间(ASET),通过分析人员疏散特点计算出所需的疏散时间(RSET),通过对比得出:通风风速至少为3m/s时才能保证人员的安全疏散。     

地铁火灾人员逃生的模拟与分析

本文针对地铁火灾人员逃生这一问题,系统分析了地铁火灾与人员逃生过程与特点,在此基础上,提出了地铁火灾人员疏散时间计算模型。通过实验与软件,对地铁火灾的烟气的温度与扩散进行模拟,确定了地铁火灾人员疏散可用时间,总结了人员疏散所需时间的计算方法。结合了上海某地铁站的实例进行安全性分析,使得本文所提出地铁火灾疏散时间模型得以运用。     

公路隧道横通道人员疏散行为及通行能力实验研究

为提供公路隧道疏散通道设计依据和隧道火灾风险评估依据,建立了公路隧道横通道人员疏散实验平台,自主研发了基于视频图像的人员疏散轨迹分析软件,研究了人员在紧急逃生和正常情况行走时不同宽度(1.4~2.0 m)横通道的人员疏散行为和速度,获取了横通道不同宽度和照度条件下的人员通行能力.研究结果表明:依据人员到达横通道入口的顺序,人员在横通道内行走速度逐渐减低,且减低幅度依次减小,最后进入通道人员较最早进入人员的行走速度平均降低40%~50%;不同宽度横通道内将形成不同的分层疏散人流,人员逃生速度和通行能力随着横通道宽度的增加依次增大,横通道宽度每增加0.1 m,通行通力增加约12.3~13.5人/min;在低照度条件下,横通道人员通行能力比照度良好条件下的通行能力平均降低15%,疏散人员需更加集中注意力和加强自我保护.      

地铁隧道火灾人员疏散模拟分析及结构优化措施研究

由于地铁隧道空间的密闭性,地铁隧道发生火灾时人员疏散困难,可能引发重大事故。文章通过建立地铁隧道火灾人员疏散模型,运用Pathfinder软件对不同的地铁隧道火灾疏散场景进行分析,确定完成疏散所需要的时间。根据仿真分析结果,对联络通道的宽度和间距进行优化,并利用仿真分析验证其有效性。     

公交车安全气压窗及火灾隐患监测预警器设计

针对紧急情况下公交乘客的逃生需求,设计了一种气压式安全公交车窗,当事故发生时,使车窗在3s内打开,为乘客提供及时有效的逃生通道。通过制作模型和力学分析计算,此设计既能在常规状态下保证车窗的强度和密封性,又能在紧急情况下使其迅速开启。此外,为预防事故,以AT89S52单片机为核心,采用2M007型可燃气体传感器和MQ-2型烟雾传感器建立公交车火灾监测报警系统,实时检测发动机舱及车体内可燃气体浓度和烟雾情况,具有声光报警功能。结合GSM通信模块,向公交车指挥中心传输报警信息,以便进行救援指挥。     

基于CFD的公路隧道火灾数值模拟

为了有效控制公路隧道火灾的烟气扩散,基于计算流体动力学理论(computational fluid dynamics,CFD),采用Cfdesign软件进行数值模拟与分析,研究了公路隧道火灾的烟气运动规律,分析了不同火灾条件的温度分布和烟气蔓延规律,研究了射流风机的动力特性及其对火灾的影响.提出了公路隧道顶棚烟雾纵向扩散速度峰值函数模型、射流风机动力长度近似模型以及临界风速近似计算模型.分析表明,在射流风机动力区域的火灾,会产生大量涡流,严重危害下游人员的安全.     

隧道火灾疏散安全性的数值模拟分析

隧道发生火灾时,影响人员疏散的3大因素是高温、烟气的毒害性,以及烟气对可视距离的影响.文中对一段长200 m的隧道进行火灾数值模拟,获得了温度与烟气的时空变化规律.采用确定临界值,比较各个危险因素达到临界值的最短时间,辨识出隧道火灾疏散中的最大危险有害因素,指出隧道火灾疏散过程中的最重要工作是控制温度.     

基于FDS的隧道火灾中烟道作用的数值模拟

应用火灾动力学分析软件FDS（version4．0）,以Navier-Stokes方程为基础,引入浮力修正的κ-ε湍流模型、湍流燃烧模型和辐射换热模型,建立了适用于描述隧道内烟气温度分布和气流流动的计算流体动力学模型．针对设置有顶棚烟道和未设置顶棚烟道的公路隧道,在发生火灾时的温度场和CO的分布进行模拟研究．通过对比分析,得出了设置烟道有利于降低公路隧道发火灾的温度的结论．     

坡度对铁路隧道火灾影响的机理分析

以狮子洋隧道为背景,对隧道火灾因坡度引起的影响进行了数值模拟,分析了火灾时隧道内的温度、能见度及烟气蔓延特征,结果显示:隧道坡度对烟气蔓延的影响随坡度的增大而增大,并且存在着一个临界突变值.得出了烟气蔓延到最大又回流的一段长度,是由于隧道内、外的温度差产生烟囱效应的结果.并对临界风速公式中坡度对临界风速的影响系数提出了修正.为研究隧道火灾及制定火灾情况下人员疏散方案提供参考.     

火灾场景下公路隧道横通道参数研究

横通道作为公路隧道的避难设施,其间距和宽度的确定非常重要。从人员安全疏散的角度出发,阐述了根据隧道火灾时人员安全疏散的判据确定横通道间距和宽度的方法。结合某隧道工程实例,通过模拟隧道内火灾烟气蔓延和人员疏散过程,对比分析不同工况下可用安全疏散时间(ASET)与需要的安全疏散时间(RSET),从而为横通道间距和宽度的确定提供定量依据。     

足尺隧道5MW火灾下大巴车疏散时间试验研究

为研究大巴车人员在隧道突发火灾情况下的的疏散时间,提高隧道运营安全性,在1∶1全尺寸试验隧道内,构建了油盆火燃烧场景,开展了不同人数、不同路径等4组工况下的大巴车人员疏散试验.试验记录了不同工况下的车内疏散时间与车外疏散时间,并将疏散时间的试验结果与经验公式计算结果进行了对比研究.试验结果表明:在视觉良好且障碍物干扰较少的试验环境中,大巴车车内疏散时间大于车外疏散时间,且疏散人数越多,两者差距越大,可见车内疏散是整个疏散过程的一个瓶颈点,有必要加强突发事件下大巴车驾乘人员的车内逃生教育培训等工作,以提高车内疏散效率;在有多个可用出口的情况下,99％的参与者选择从远离火源点最近的出口逃生,并导致该出口出现了排队现象,因此有必要加强隧道内疏散路径和紧急出口的指引,以避免群体疏散时的盲从性,并提高疏散效率.对比结果还表明:采用经验公式计算疏散时间时,应结合实际情况充分考虑疏散人数规模对通道人流平均通过速度的影响,火灾规模与疏散环境对车外疏散速度的影响,以及实际使用出口数与可用出口数之间的差别,从而合理设定参数值,提高计算结果的准确性.     

隧道火灾后衬砌混凝土受损分析

大火会引起混凝土强度的严重损失,导致混凝土的爆裂,造成隧道衬砌的破坏,严重时甚至导致隧道的坍塌,因而必须重视隧道的防火能力。结合混凝土高温受损的特性,隧道火灾后衬砌混凝土受损情况进行分析,并提出了增加公路隧道抗火灾能力的措施。     

南京长江隧道火灾应急方案

以南京长江隧道为研究背景,分析隧道火灾可能带来的结构损伤、人员伤害及救援难点,在此基础上建立了应急响应流程。运用火灾动力学模拟软件PYROSIM建立隧道物理模型,计算分析火灾发生过程中风机风速对烟气蔓延速度、浓度和温度的影响,通过计算分析选择3．0m／s纵向通风作为临界风速,并结合分析结果提出了隧道火灾时人员疏散、车辆及装备救援以及现场救助的方法。     

隧道蓄能自发光应急逃生系统

隧道内的安全逃生问题已日益受到关注,隧道蓄光能自发光逃生系统是提升隧道安全保障水平的重要途径.对隧道自发光材料性能的试验方法、评价指标及评价标准,隧道蓄能自发光应急逃生系统的组成、标识物规格尺寸、布置间距和安装要求等内容展开研究,设计了隧道蓄能自发光应急逃生系统并进行了现场测试与验证.结果表明,设计的隧道蓄能自发光应急逃生系统满足亮度与自洁净要求,起到了指示、引导、告知的作用,为隧道内司乘人员紧急疏散提供了保障.     

基于元胞自动机的建筑火灾预测与疏散系统

针对人口密集的较大型建筑,提出了一种基于元胞自动机的建筑火灾预测与疏散系统。该方法首先使用栅格法对建筑平面建模,通过元胞自动机模型实现火灾预测与人群疏散在同一界面显示;然后通过改变出口的不同参数,得出使人群疏散最佳的建筑出口设计方案;最后采用改进后的蚁群算法优化建筑内的疏散灯,使其能够动态地指示逃生方向。仿真实验结果表明,该系统能有效地解决建筑群体内发生火灾时存在的出口设计与人员安全疏散问题。     

不同排烟口开启状态下妈湾隧道的排烟技术

为了研究隧道发生火灾时通风排烟方式和排烟口开启状态对排烟效果的影响,对妈湾水下盾构隧道的排烟特性和排烟效率进行了分析. 通过理论分析和火灾动力学模拟器FDS,得到了纵向通风排烟方式的临界风速和重点通风排烟方式的最佳排烟量;基于不同的排烟口开启状态设置工况,对烟气高度、蔓延长度、人眼高度处的能见度、CO体积浓度及排烟口的风速大小和排烟效率进行了研究. 研究结果表明:（1） 妈湾水下盾构隧道临界风速为4.5 m/s,重点排烟方式下同时开启上下游排烟口及只开启下游排烟口的最佳排烟量分别为290、410 m3/s;（2） 同时开启上下游排烟口,且及时开启火源正上方排烟口,能保证人眼高度处能见度大于10 m,CO浓度仅在火源上下游200 m范围内超过人体耐受极限,最大值仅为450 ppm,烟气高度在火源上游方向近100 m范围内升高,烟气蔓延距离缩短;（3） 同时开启火灾上下游排烟口时,及时打开火灾点正上方排烟口时的整体排烟效率比不打开时更高;只开启下游排烟口时,则正好相反;（4） 综合人员逃生指标,当发生火灾时,应采用重点排烟,同时开启火灾上下游排烟口,并及时打开火灾点最近的排烟口.      

地铁隧道火灾烟气湍流反应的数值模拟研究

基于PDF湍流非预混燃烧理论,以天津地铁区间隧道作为研究对象,利用FLUENT软件,对隧道纵向通风后火灾烟气的湍流反应进行数值模拟,得到通风后烟气湍流反应的模拟结果,并将模拟结果与天津消防所的火灾实验数据进行比较,验证模拟结果的可靠性.研究结果表明,火灾时隧道氧含量急剧下降,火灾烟气中含有大量CO等不完全燃烧产物,当启动机械通风排烟后,带入隧道的氧气与不完全燃烧产物再次发生氧化反应,烟气的成分及浓度发生相应变化,从而对人的毒性作用也将有所改变.为隧道火灾烟气流动分布规律的进一步研究,有效组织人员疏散提供重要参考.