地铁十字换乘站火灾烟气控制的数值模拟

建立了北京地铁某典型十字换乘站火灾烟气运动的数学模型,采用计算流体力学方法模拟换乘站内发生火灾时烟气发展和蔓延的动态过程,探讨了反映流动与发展特性的温度场、速度场、能见度等分布规律,进而为制定防排烟方案及疏散方案提供参考.计算结果表明:地铁换乘站内发生火灾时,送排风系统可及时有效控制烟气的扩散,并且保证楼梯口向下的风速,阻止烟气向人员逃生路线扩散,有利于乘客逃生和火灾救援,烟气并未向另一车站蔓延,该车站如果发生火灾不会影响到另一站台的运营,说明车站的烟控系统设计合理.     

地铁车站火灾烟气分区控制试验研究

鉴于地铁车站既有火灾烟气控制方式难以将人员与烟气分离开,提出了火灾烟气分区控制方法,即利用活动防烟卷帘将车站公共区划分成若干个相对独立的防烟分区,火灾时通过排风使着火分区内外形成压力差,让气流由外部向分区内有序流动,阻止烟气溢出.通过1:10缩尺模型火灾试验,证实在复杂火情时采用分区控制模式能长时间控制住火灾烟气,人员...     

地铁车站火灾排烟模式仿真研究

基于对地铁车站火灾产物影响的分析,以广州地铁13号线白江站为研究对象,使用PyroSim软件构建地铁车站火灾排烟模式仿真模型,对地铁车站火灾烟气扩散特性、火灾产物发展趋势等进行仿真分析。在此基础上,提出以加快烟气消散速度、减缓温度上升速度和增加能见度距离为优化目标的6种优化方案,并进行仿真对比分析。结果表明:当火源位于站台中部时,在站台加设排风机可有效提升火灾排烟效率,同时在部分区域设置有效高度的挡烟垂壁可对烟气控制起到有效的辅助作用。     

与铁路同台驳接地铁站台排烟方案探讨

针对地铁、国铁同台驳接入铁路枢纽的地铁车站,地铁地面站台位于交通枢纽内部的特殊形式,站台层的排烟方案需根据建筑形式进行特殊考虑。对站台层的排烟方案进行对比分析,通过火灾烟气模拟,对烟气自然扩散、自然排烟和机械排烟3种排烟方案进行对比分析。烟气自然蔓延条件下,能见度无法保证人员安全疏散。由于建筑形式的特殊,无法满足自然排烟条件。为保证安全,设置了机械排烟系统。对与国铁站房结合的综合枢纽中地铁车站排烟方式,应将自然排烟的可行性纳入其初期建筑方案中优先考虑。     

地铁车站火灾时不同站台层结构的烟气扩散与控制

根据地铁车站物理模型,对站台层列车中部车厢着火引发火灾时的烟气扩散进行三维模拟,分析安装屏蔽门对岛式和侧式2种典型结构站台层烟气扩散及控制的影响。用能量方程、动量方程、连续性方程、组分方程和完全浮力修正的k-ε方程描述烟气湍流流动,用SIMPLEC算法求解。结果表明:对于2种典型结构层,在发生火灾360 s时,未安装屏蔽门的,烟气均已扩散蔓延至整个站台层的上部空间并沉降至1.8 m的安全高度,人员疏散均较为困难,安装屏蔽门的,所有疏散楼梯口均能保持正常状态,屏蔽门对烟气的扩散起到很好的阻拦作用,且排烟口和隧道排出了更多的烟气;安装屏蔽门后,岛式、侧式站台层的排烟效率分别提高15.8%和10.1%;侧式站台层的抽吸烟气作用更加明显,比岛式站台排出了更多的烟气。由此可知,在2种典型结构的站台层中安装屏蔽门,可以加强对站台层火灾时烟气的控制,为人员及时有效地疏散创造了良好的条件。     

取消地铁区间联络通道防火门的探讨

地铁两条地下区间之间联络通道中的防火门受列车活塞风压的长期往复作用,损坏脱落、威胁行车安全的情况时有发生,甚至造成较为严重的事故。通过火灾烟气模拟分析认为:车站设置全封闭站台门的情况下,采用设定的区间火灾纵向排烟模式,联络通道中能出现一定风速的气流以抵抗烟气向非火灾区间蔓延,对于设有1条联络通道和2条联络通道的区间,不设置联络通道防火门不会出现烟气向非火灾区间蔓延的情况,取消防火门是安全的;对于设有单渡线等配线的区间则存在烟气向非火灾区间蔓延的可能性,不应取消防火门。     

地铁岛式站台烟控系统的性能化分析

以北京地铁某典型岛式车站为研究对象,建立火灾烟气运动的物理和数学模型,采用计算流体力学方法,模拟站台火灾工况下烟气发展和蔓延过程,分析反映流动与发展特性的温度场、速度场、能见度等的分布规律;同时运用人员疏散动力学方法,模拟火灾工况下人员安全疏散所需的时间.以必需安全疏散时间小于可用安全疏散时间作为性能化防火目标的判据,论证火灾烟控系统的有效性和通道设计的合理性,从而为地铁火灾排烟通风系统的合理设计和人员疏散方案制定提供合理、科学的参考依据.     

地铁某岛式车站隧道火灾的模拟与分析研究

为分析上海地铁1号线某枢纽车站隧道火灾防排烟能力,分别对该站自然通风、开/关站台轨旁侧排烟风机(UPE)等机械排烟条件下,10 MW列车火灾时的车站烟气温度场、烟雾分布及浓度进行了数值模拟与分析研究。研究表明,火灾列车进入车站时必须及时开启车站排烟风机(SEF)、隧道事故风机(TVF)和轨旁侧排烟风机(UPE),方能使站台隧道内风速接近临界速度,基本消除站台隧道内烟气逆向扩散,同时烟雾限制在隧道局部且浓度较低,有利乘客疏散。目前该排烟机制下站台层部分楼梯口烟气温度仍偏高,风速未达到地铁设计规范要求,存在安全隐患,应当引起运营部门的重视。     

隧道风对隧道火灾烟气扩散的影响研究

采用火灾动力学分析软件FDS模拟空旷隧道、有车辆隧道但无隧道风和有车辆且存在隧道风3种火灾场景的烟气蔓延扩散特征,讨论和分析在纵向排烟模式和横向重点排烟模式下,由车辆行驶和通风诱导的隧道风对烟气温度分布及其扩散距离的影响。研究结果表明:对于纵向排烟模式,由车辆行驶诱导的隧道风可将烟气遏制在整个火源下游区,上游烟气扩散较少;对于横向重点排烟模式,由卫生通风形成的低速隧道风,亦可遏制部分烟气向火源上游扩散,并能有效降低上游烟气的浓度,但不如车辆行驶诱导风有效。烟气扩散距离的计算结果则表明,纵向排烟中由车辆行驶诱导的隧道风可将烟气沿上游扩散距离控制在30 m内,远小于无隧道风情形;而对下游烟气扩散情形,隧道风则显著增大下游烟气的扩散速率。在横向重点排烟中,由卫生通风形成的隧道风对遏制烟气向火源上游扩散有一定作用,但不利于火源下游集中排烟。     

地铁火灾事故的疏散逃生

随着城市地铁的迅速发展,作为人流密集的公众聚集场所且处于地下空间,一旦发生火灾,烟气扩散速度快,因人员密集、疏散困难,极易造成人员重大伤亡.地铁火灾事故的成功疏散逃生必须做到有完善的消防设施、现场工作人员的有效施救、旅客开展自救并掌握正确的疏散逃生方法这三项,才能有效避免灾难性后果的发生.     

地铁车站内列车火灾的三维数值模拟

发生火灾时为乘客营造安全的撤离路径是地铁车站环控系统的重要任务.针对地铁车站环境控制系统设计中常用的两种紧急通风模式,使用计算流体力学(CFD)的方法,采用重正化群(RNG)k-ε双方程紊流模型,对待建地铁车站内列车中部火灾进行了三维数值模拟,得到了站台上的温度场、气流速度场和烟气浓度的分布.通过分析和比较,认为在列车中部发生火灾时,仅依靠事故风机难以营造安全的疏散路径,提出了相应的改进措施.并对数值模拟方法在地铁车站环控系统设计中的应用进行了探讨,为地铁车站环控设计中紧急通风模式的选型提供了参考.     

地铁列车运行速度对客室内火灾烟气扩散的影响

地铁列车在隧道内运行若遇客室着火,一般继续运行到前方车站进行救援,此时客室内的烟气扩散危及乘客生命安全.以客室内乘客行李着火的场景为例,通过对客室内的温度场和烟气流动进行数值模拟,分析了列车运行速度对客室内烟气扩散过程的影响.结果 表明:火灾发生后,客室内的温度和烟气浓度沿纵向均呈不对称形式的增长,后方区域的温度和烟气浓度均高于前方区域的;列车运行速度越高,单位时间内通过客室顶部风口排出客室的烟气越多;后方区域人眼高度位置处的温度和烟气浓度均随列车运行速度呈二次曲线关系减小.     

运行旅客列车隧道火灾模型实验及数值模拟

旅客列车在隧道内发生火灾时 ,火灾烟气运动状况直接影响旅客的人身安全。本文利用风洞提供的流场模拟列车在隧道中运行的速度场 ,制作了 1∶5的旅客列车卧铺车厢 ,在车厢模型中加入等比例的火灾载荷 ,对运行旅客列车在隧道内发生火灾进行了缩尺模拟实验 ,并用商业CFD软件PHOENICS 3 .5对实际情况进行了简化数值模拟 ,研究了不同情况下旅客列车火灾特征及火灾中烟气蔓延规律 ,提出了满足火灾救援和旅客人员疏散的要求。     

地铁站台火灾烟气扩散的盐水模型试验研究

为获得地铁火灾烟气在有活塞风和无活塞风影响下的扩散规律,在满足相似准则的情况下,搭建地铁站台液体缩尺模型试验台。用带颜色的水模拟火灾烟气,在获得烟气扩散现象的同时,测出烟气在典型位置处的流速分布与变化。试验结果表明,火源强度为1.5 kW时,无活塞风作用下,烟气要充满182 m×12 m×4 m的站台需180 s,乘客有120 s的时间从左、右楼梯疏散;有活塞风时烟气充满站台只需30 s,乘客仅有25 s从右侧楼梯逃生。     

铁路隧道群划分标准的影响因素及其救援站设置探讨

现行规范中规定"隧道与隧道紧密相连、隧道洞口间距不超过400 m的相邻隧道统称为隧道群",根据该规定,需设置较多数量的紧急救援站和配套工程,工程投资巨大。开创性地从火灾情况下烟气蔓延时温度、可视度方面着手,采用理论分析和实际调研的方法,研究铁路隧道群划分标准及其救援站设置原则。研究结果表明:(1)隧道群中隧道口间距大于250 m时发生火灾,相邻隧道基本互不影响;(2)当隧道洞口间距小于250 m时,可以将相邻的隧道理解为隧道群;(3)隧道洞口间设置了车站的相邻隧道可不受洞口间距控制是否作为隧道群设计,可在相邻的隧道设置射流风机,控制烟雾向隧道内扩散;(4)隧道群中的紧急救援站应尽可能布置在明线上,救援站长度应依据任意车厢着火,且列车均在明线停车考虑。     

纵向风对高海拔铁路隧道火灾烟气时空分布的影响

目前对高海拔铁路隧道火灾的研究较少。本文应用火灾动态仿真模拟软件(Fire Dynamic Simulation,FDS)对海拔500,3000 m铁路隧道内的火灾烟气蔓延进行了数值模拟分析,对比了高海拔环境低温、低压、低氧等显著特征及纵向风速对隧道火灾的影响。结果表明,在本文的火灾计算条件下海拔3000 m时隧道内的最高温度比低海拔时低24.8%,CO浓度增大30%~50%;海拔3000 m时随着纵向风速增加,拱顶最高温度显著下降,最大降幅达62.5%,且最高温度点向下游偏离火源区边缘上方;火源上游温度减小且升温范围逐渐减小,纵向风对上游烟气的“稀释”“阻拦”作用强于下游。     

高速列车火灾疏散性能研究

针对高速列车火灾逃生通道狭小的特点,首先利用Pyrosim仿真软件结合真实燃烧试验所得的材料参数,进行了列车的火灾仿真。通过火势扩散程度、温度、热流量和烟层高度变化,确定了火灾状况下列车内乘客的极限逃生时间。然后通过人群疏散演练试验,并用Pathfinder软件对疏散情况仿真建模,确定了人群实际的疏散逃生时间。在列车中部起火后,引导疏散方案与自由疏散方案均能满足仿真所得的极限逃生时间要求,但引导疏散方案的效率更高。通过对整列列车的轨道面疏散仿真发现,若配有逃生梯的车厢起火,应及时将逃生梯转移,以大幅提高疏散效率。     

地铁同台换乘车站设计方案的研究

研究目的:地铁换乘车站是城市轨道交通中重要的组成单元,是一条轨道线与另一条(多条)连接的枢纽,也是地铁线位稳定的锚固点。研究换乘站中较为复杂的单站同站台换乘站、双站同站台换乘站的换乘功能的优劣及其工程实施的难易,提出可行性方案,为地铁同台换乘站方案的选择提供参考依据。研究结论:对城市轨道交通中常见的单站同站台换乘站、双站同站台换乘站进行了分析比较,认为双站同台换乘站可以满足所有乘客的"零"换乘需求,对同向和反向换乘客流都较大的地铁换乘站,在投资允许及施工场地对城市交通影响不大的情况下应采尽可能的选用双站同台换乘站。     

北京某地铁车站通风排烟系统现场实测与最佳通风排烟模式研究

2005年11月对北京地铁1号和2号线某典型单层岛式车站通风排烟系统的风速以及站台区域的速度场进行现场实测调查.根据实测结果并结合数值模拟的方法,对车站内的气流流动现状进行分析与评估.并在此基础上,进一步分析车站发生火灾时,不同通风排烟模式下烟气的速度场、温度场和浓度场的分布规律,提出车站火灾发生时的最佳通风排烟模式,以期为现行的地铁通风排烟系统运行方式以及将来的地铁通风排烟系统设计提供参考.     

深圳福田地下火车站火灾危险源分级管理及优化设计

研究目的:深圳福田地下火车站同时兼有地铁站和火车站的双重特点,加之车站地下空间先天不利于突发性火灾事故的人员抢救与避难逃生.因此,本文特对地下火车站火灾危险源的管理进行研究,从而提高火车站安全运营管理水平,从源头上减少火灾发生几率.研究结论:结合福田车站的使用功能、结构形式特点,对地下车站内的火灾危险源进行了辨识,分析了其火灾荷载及火灾规模:将2 MW作为行李火和人为纵火的火灾规模,10 MW作为商铺火的火灾规模,16 MW作为列车火灾的火灾规模;依据车站地下空间构造特点、不同区域火灾危险性及人员疏散的困难性,提出了按不同区域火灾危险性采取不同的监测和管理方法,即三级火灾危险源分级管理方法.