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。     

浅埋地下车站自然通风与排烟模拟研究

通过对浅埋地下车站公共区自然通风的计算流体力学(CFD)模拟得出,在过渡季节利用热压进行自然通风以排除室内余热的方案可行,并分析给出室内温度、通风换气量与室外温度、室内余热量之间的相关规律。通过对站台层公共区自然排烟的CFD模拟计算,并与机械排烟进行对比,分析得出,对于此类车站站台层公共区采用自然排烟方案可行,且效果优于机械排烟。     

地铁车站轨顶排热系统协同站台排烟技术试验研究

为验证轨顶排热系统协同站台排烟技术的可行性,在某地铁车站现场进行轨顶排热系统协同站台排烟试验,并与站台专用排烟管道辅助排烟模式、站台大系统排烟模式进行试验对比,综合比较各种排烟模式的效果。结果表明:采用轨顶排热系统协同站台排烟技术车站,各楼扶梯口风速均大于1.5 m/s,站台烟气排除效率高,无需开启屏蔽门排烟,满足现行《地铁设计规范》《地铁设计防火标准》等相关规范的要求,可适用于各种车站形式。站台专用排烟管道辅助排烟模式对于规模较大的车站存在楼扶梯口部风速低于1.5 m/s的风险。     

含屏蔽门地铁站烟气控制系统有效性的热烟实验研究

在深圳地铁会展中心站和岗厦站进行全尺寸火灾实验,对含屏蔽门的站台机械排烟和正压送风挡烟的有效性进行检验.实验中使用0.7 MW的甲醇池火,对站台内烟气温度分布和关键位置的风速进行测量.结果表明:当站台启动排烟后,站台两侧区域烟气逐渐沉降至地面,无法排出站台而形成排烟死角,在站台两侧增加补风口后排烟效果得到明显改善.站厅正压送风挡烟效果与站台的结构密切相关,对于不含中庭的站台,采用正压送风可以有效地防止烟气向上层蔓延;对于含有中庭的地铁站台,必须通过降低挡烟垂壁的高度才能将烟气控制在起火层内.     

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。     

地下岛式车站站台热烟测试评价研究

采用全尺寸热烟试验方法,在深圳地铁上梅林站地下岛式站台南端进行机械排烟试验。利用区间TVF(隧道风机)、U/O(车站排热风机)对站台进行辅助排烟,并将TVF并联,对一送两排模式、两送两排模式进行排烟测试;根据模式内容开启屏蔽门、端门,测试各种模式的排烟效果,观察各种防排烟模式下站台烟气运动情况和设备的工况,并测量和记录风速等数值。结果表明,利用区间隧道风机辅助排烟,能够增加楼梯口风速,但由于对流场的扰动破坏烟气分层,使站台烟气充填区域增大,导致烟气横向流动,不利于烟气排放。     

屏蔽门对地铁站台层火灾烟气控制影响研究

在地铁站火灾中,对人员危害最大的不是火本身,而是因火灾而产生的有毒有害气体,因此研究高效的烟气控制模式就具有积极意义。本文采用CFD方法运用κ-ε双方程三维紊流模型分别对轨道中央列车车厢和站台层左侧两楼梯中间位置着火情况下烟气扩散情况进行模拟,比较屏蔽门对站台层火灾烟气扩散的影响。结果表明:安装屏蔽门并制定相对应的自动门开启数量后,至少能保证6 min的安全疏散时间;排烟风机对站台层的抽吸作用更加集中,风机的效率至少提高10%;站台层内温度也随着排烟效率的提高而显著降低。该研究为城市地铁防排烟提供了新思路和新方法,也为地铁应急疏散预案的制定和性能化消防设计提供理论依据。     

标准明挖地铁车站结构内力及造价分析

不同站台宽度、柱网形式对地铁车站土建造价有重大影响。选取典型的地铁车站形式,对其结构内力及造价进行对比分析;对不同站台宽度的单柱及双柱车站内力分析其弯矩规律,并对比分析不同柱网形式下车站的弯矩变化规律。根据对比分析,11 m站台宽度的单柱车站及双柱车站的结构内力较合理,造价较低。对比分析的结论可为地铁车站方案决策提供参考。     

活塞风作用下地铁车站站厅火灾烟气流动特性的数值模拟研究

以开敞式地铁车站为例,将列车、隧道、站厅层和站台层均简化为长方体并建立车站三维模型;利用流体动力学软件Fluent,采用压力基求解器和SIMPLIC算法,研究活塞风作用下站厅火灾的烟气流动特性,并分析增设迂回风道和竖井对于削弱活塞风影响的效果.结果表明:站厅层空气流场结构在活塞风的作用下将会发生复杂的变化;站厅火灾发生后,在机械排烟、热浮力以及活塞风的共同作用下,站厅烟气分层现象遭到破坏;各楼梯口处气流速率变化剧烈,气流方向多次改变,并导致站厅层烟气被吸入站台层;增设迂回风道和竖井能够有效地削弱活塞风对起火站厅层烟气分层现象的破坏,延缓烟气侵入站台层的时间,减少侵入站台层的烟气量.     

加强地铁车站防火灾设计措施的研究(上)

研究目的:为地铁车站的防火设计探求系统的方法和对策,深入研究分析地铁车站防灾的设计措施,特别对大型换乘枢纽的防灾设计提出设想与展望。研究方法:结合地铁的相关火灾案例,分析地铁火灾的特点;从站台型式、安全疏散等方面对地铁车站防灾设计进行专题研究,论证地铁车站防灾的对策。研究结果:对不同的车站形式、不同的换乘功能,提出加强防灾设计的对策;对大型综合交通枢纽提出可操作的防灾设计建议。研究结论:地铁火灾危害极大,设计必须高度重视;建议优先采用岛式站台车站,严格按照规范落实防火分隔及疏散要求;大型换乘枢纽的建筑空间应结合下沉广场和出入口通道的设置统一做好消防规划。     

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。     

地铁站台火灾不同排烟模式下排烟效果的数值模拟研究

运用火灾动力学模拟软件FDS,对广州某一地铁车站岛式站台端部发生5MW火灾的情况进行数值模拟研究,对比分析不同排烟模式下地铁站内的顶棚温度分布、人眼特征高度处温度、能见度、CO浓度分布以及楼梯口风速分布情况,分析其排烟效果是否满足人员安全疏散的要求。结果表明,对于顶棚温度和人眼特征高度处能见度而言,3种排烟模式都能满足要求。对于楼梯口新风风速而言,排烟口为11个的排烟模式不满足要求。比较3种模式下温度和CO浓度的扩散范围,发现排烟口为22个的排烟模式的控烟效果较好,更有利于人员的安全疏散。     

地铁结合高铁区域交通枢纽立体化模式研究

研究目的:地铁目前已经成为各大城市轨道交通不可或缺的交通形式,伴随着地铁线网的延伸,地铁同国铁、高铁、公路、航空等交通模式的联系也愈发密切,有必要对地铁与高铁车站及各种交通模式的接驳设计进行分析研究,从而使区域交通枢纽的立体化发展更加理性和合理化。研究结论:本文以笔者参与设计的实际工程———地铁太原南站为例,阐述了地铁车站与高铁车站交通组织流线采用地下中央换乘大厅集中进行换乘,使高铁、地铁、停车、商业、广场各流线之间畅通无阻,同时对地铁穿越太原南站地下工程区间特殊处理方式进行分析,建议该段采用盾构法施工。最终展望了太原南站区域交通枢纽将带动城市副中心商圈发展,成为典型的地铁结合高铁区域交通枢纽立体化发展的引领模式。     

深圳北站综合交通枢纽出租车接驳方案研究

深圳北站是深圳市在建的大型综合交通枢纽,出租车接驳设施的规划设计是该枢纽的难点之一。依据现有建设条件及出租车场站与国铁、城市轨道交通、道路公交、广场及周边道路等的接驳关系及出租车场站方案布局难点,提出出租车接驳设施规划的理念与思路。在对枢纽出租车场站相关的各类人流与车流特点分析的基础上,通过两层及三层方案的比选,提出出租车场站三层立体布局的接驳方案。同时对出租车上客区的布局方式进行4个不同方案的比选。推荐采用矩阵式出租车上客布局方案。     

地铁车站站台宽度设计再思考

通过实地调研各地客流较大的地铁车站,分析站台客流分布以及运行特征,同时结合笔者多年从事轨道交通建筑设计经验以及对现行《地铁设计规范》(GB50157-2003)的分析理解,指出现行规范中关于车站站台宽度理论计算与实际运营需求存在的问题、产生的原因,根据站台客流分布以及疏散特征提出相关解决方案,为今后的地铁设计提供新的思路。     

基于通风空调系统分析的乌鲁木齐地铁站台门方案选择

对目前地铁工程中通常采用的全高不封闭站台门和封闭站台门以及封闭-非封闭转换式等三种站台门的优缺点进行了分析。以乌鲁木齐地铁某地下车站为例,基于气候特点等工程实际情况,对不同站台门方案,从其对应的通风空调系统设备初投资、长期运行能耗、解决区间隧道内的新风量需求、活塞风过站泄压问题等方面进行了综合比选,进而提出乌鲁木齐地铁站台门采用全高非封闭站台门的建议。     

铁路桥式车站轻型站台雨棚设计要点分析

简述我国铁路站房站台雨棚的发展历程。随着西部铁路的快速发展,出现了越来越多的高架站站房,桥式车站轻型站台雨棚便应运而生。针对桥式车站轻型站台雨棚特殊的边界条件,讨论雨棚风荷载、列车风及地震作用的合理计算方式,并给出合理取值建议;作为桥上结构,提出整体式雨棚柱柱脚构造,既方便雨棚柱后期的安装,又保证雨棚柱柱脚的嵌固刚度;通过优化屋面檩条体系、细化单层压型钢板屋面构造及大样,有效地提升了桥式车站轻型站台雨棚的美观和安全性,对推动铁路站台有柱雨棚标准化建设具有积极的意义。     

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。