分布式光纤测温系统监测地铁火灾的试验研究

介绍了分布式光纤温度测量原理,详细描述了分布式光纤测温系统的主要组成结构和各模块的功能特点.通过设置不同高度的火源位置以及不同的火源功率,在模拟地铁区间隧道中开展全尺寸火灾试验,研究分布式光纤测温系统在地铁区间隧道内发生火灾时的温度响应性能,测量隧道拱顶处最高温度分布,并根据温度变化情况来讨论火灾发生的规模和火灾探测器的报警阈值.研究发现,在隧道内纵向风速较大时,火焰及烟气会发生倾斜,导致分布式感温火灾探测器报警位置发生变化.最后,对分布式光纤测温系统中感温光纤在地铁区间隧道内敷设高度进行了讨论.     

市域快线列车内不同位置火灾对隧道温度场分布的影响研究

区间隧道火灾时的温度场分布是保障隧道结构安全与制定人员疏散方案的重要依据。根据市域快线列车车厢内部不同因素引发火灾的常见位置,通过数值模拟的方法研究市域快线列车内部不同位置火灾对隧道温度场分布的影响。研究结果表明：1)在1～3 MW火灾中,行李火灾、人为纵火常见位置对隧道拱顶温度影响较大;在4～5 MW火灾中,设备火灾常见位置对隧道拱顶温度影响较大。隧道拱顶的高温区出现在火灾车厢某个客室侧门上方。2)隧道拱顶最高点处温度峰值的最大值常出现在车厢端部客室侧门处。在火灾车厢范围外,隧道拱顶最高点处温度呈指数衰减,且纵向轴线上的火源越靠近车厢中心,隧道拱顶最高点处温度衰减越慢。3)当火源位于车厢内,疏散平台上方的拱顶温度受影响范围较小、峰值较高,当火源位于贯通道内其受影响范围较大、峰值较低,且每个客室侧门处均形成了峰值。4)市域快线列车内部火灾会对3～4节车厢范围内的疏散平台2 m高处温度产生显著影响,在此范围内客室侧门正对的位置形成峰值。当火源功率达到3 MW时,疏散平台开始出现危险区域;当火源功率达到4 MW以上,不同火灾位置时疏散平台均会出现危险区域。行李火灾、人为纵火常见位置的火灾场...     

光纤光栅感温火灾探测系统在地铁区间隧道中的应用

介绍了光纤光栅温度测量的原理,描述了光纤光栅感温探测系统的主要组成结构和各模块的功能特点.通过设置不同高度的火源位置及不同的火源功率,在模拟地铁区间隧道中开展了全尺寸火灾试验,研究光纤光栅感温火灾探测系统在隧道内发生火灾时的响应性能,测量隧道拱顶处最高温度以及报警响应时间,并根据光纤光栅传感器的温度变化情况来确定火灾规模.研究发现,在隧道内纵向风速较大时,火焰及烟气会发生倾斜,导致光纤光栅感温火灾探测器报警位置发生变化.讨论了光纤光栅感温火灾探测系统报警阈值的设置和光纤光栅传感器敷设间距的布置.     

水下铁路隧道V形坡对烟气竞争效应的影响

分析V形坡水下铁路隧道内火灾时烟气流动过程中受到的火风压和空气阻力,采用火灾动力学模拟软件对不同火源功率、不同隧道坡度下V形坡隧道内不同火源位置下烟气蔓延特性进行模拟,研究火源功率、V形坡坡度和火源位置对水下铁路隧道内烟气竞争效应的影响。结果表明:V形坡隧道内的烟气从隧道近火源侧端口流出,空气从隧道另一侧端口进入,两侧坡度对烟气蔓延存在竞争效应;火源位于V形坡隧道左侧时,火源上游烟气层与隧道顶板平行,火源下游与变坡点间的烟气层与水平地面平行,当烟气经过隧道变坡点时烟气层不再与水平地面平行;在竞争效应的作用下,火源下游的烟气逆流长度随火源距变坡点距离的增大呈现出减小、然后保持不变、再略有增大3个阶段;随着隧道坡度的增大,烟气逆流长度逐渐缩短,稳定区的范围逐渐增大,而火源功率对烟气逆流长度的影响逐渐减弱。     

地铁隧道火灾烟气蔓延和人员疏散效率研究

地铁隧道属于狭长受限空间,发生火灾后具有烟气蔓延速度快、人员救援难度大等特点。疏散平台和疏散门作为火灾时人员逃生的主要途径,合理的设置可提高人员疏散效率,保障人员安全。研究地铁隧道人员安全疏散可靠度,可为安全疏散设施设置提供决策依据。为研究地铁隧道火灾时隧道内火灾烟气特性和人员疏散的效率,基于Fire Dynamics Simulator (FDS)和Pathfinder模拟的手段,建立地铁隧道火灾模型和人员疏散模型,分析地铁隧道火灾烟气扩散规律,研究疏散门间距和疏散通道宽度对人员疏散效率的影响。研究结果表明：在2.3 m/s的纵向通风条件下,即便车厢内存在少许烟气,仍可将地铁区间隧道内的烟气控制在火源的下游侧。依据地铁隧道内温度、能见度以及CO浓度等因素确定的人员可用安全疏散时间为30 min。在疏散门间距为150 m的条件下,疏散平台宽度和疏散时间之间相应的拟合关系式为t=-604.55w+1230;在疏散平台宽度为0.7m的条件下,疏散门间距和疏散时间之间相应的拟合关系式为t=-0.075b+22.03b-809.2。在满足建筑界限的同时,为达到较高的人员疏散效率,可将疏散平台宽...     

V形坡铁路隧道火灾模式下烟气流动分布特性研究

以宝(鸡)兰(州)客运专线渭河特长隧道为例,对"V"字线形隧道火灾模式下烟气流动特性和分布特征进行三维数值模拟研究,对含竖井区段进行计算模拟,分析火灾烟气在隧道内的流动特性和分布特征。通过对不同火源位置、不同纵向通风形式和不同横通道通风状态下火灾工况的模拟计算,分析纵向通风对火灾烟气流动、横断面烟气分布、拱顶中心和一人高处温度分布的影响,得出温度控制的可用安全疏散时间曲线。当救援通道位于火灾上风区时,为避免高温烟气回流,应保证有≥1.0 m/s的纵向通风;当救援通道位于火灾下风区时,为确保疏散人员安全,应改变纵向通风方向,使救援通道处于上风区。     

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。     

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。     

终南山公路隧道火灾温度分布规律的模拟试验

介绍终南山公路隧道1∶6模型火灾试验情况,给出公路隧道火灾温度场分布规律,为长隧道内设备选型、火灾预警及救授提供依据.     

基于Phoenics列车车厢火灾烟气数值模拟研究

本文分析铁路列车车厢火灾的主要特点,基于Phoenics软件采用CFD方法对列车车厢火灾引发的烟气流动进行数值模拟,建立SKE-2000电动车组的一节车厢的内部模型,并对其材料和边界,火源和烟气流动模型进行设置.计算分析车厢内部火灾时烟气扩散过程,车厢空间各区域烟气浓度分布情况,温度的分布及变化趋势,并讨论分析紧急状况下烟气和温度变化对列车人员疏散的影响.     

铁路主隧道与斜井风流耦合作用下的火灾模型试验研究

为研究铁路隧道中主隧道与斜井风流在火灾模式下的相互影响,分别对不同主隧道风速、斜井风速以及火灾规模等组合情景下的铁路隧道火灾进行燃烧模型试验。研究结果表明:火灾规模越大,隧道拱顶处最高温度越高,与火灾规模15 MW相比,火灾规模20 MW的最高温度升高130℃;与主隧道内通风2.5 m/s相比,不通风时拱顶最高温度升高140℃,且后者主隧道内火灾烟气更易侵入斜井;斜井向主隧道送风风速越大,含斜井主隧道段内的拱顶温度越低;与不送风相比,斜井送风风速为3 m/s时火源拱顶最高温度约降低80℃,不含斜井主隧道段内拱顶温度变化不明显;斜井送风风速越大,烟气进入斜井内的长度越短,与不送风相比,斜井内送风风速为1 m/s时斜井内烟气长度减少74 m;保证主隧道火灾烟气不侵入斜井的临界风速为2 m/s。     

基于公路隧道内车辆对火灾影响数值研究

以武汉长江公路隧道为工程背景,利用FDS5.0数值模拟软件建立隧道实体模型,进行火灾数值模拟分析。研究不同火灾热释放率、车辆长度、火源车辆阻塞比以及附近车辆之间间距、附近车辆长度、附近车辆阻塞比6种因素下,隧道内拱顶温度和人平均身高Z=1.70 m处CO浓度的分布规律,并对这6种因素进行敏感性分析。结果表明:隧道的拱顶温度随着热释放率和阻塞比的增加而增加,随着着火车辆长度的增加而减小;Z=1.70 m处CO浓度随着火灾热释放率和车辆长度的增加而增大,随阻塞比的增大而减小;影响隧道火灾的主要因素是热释放率和车辆阻塞比,应有针对性地对这二种因素进行有效的管理。     

地铁区间隧道热烟测试实验研究

采用全尺寸热烟试验方法在深圳地铁莲花北站至少年宫站区间隧道进行机械排烟试验,测试位置位于正线隧道与联络线隧道交汇处以及马蹄形隧道单洞双线与马蹄形隧道单洞单线的交汇处。模拟车头、车尾火灾进行排烟,相邻车站隧道风机进行辅助排烟,测试各种排烟模式,观察各种防排烟模式下的排烟效果;研究复杂线路交汇处隧道烟气运动、蔓延情况和设备的工况,并测量和记录风速等数值。实验结果可对隧道防排烟设计、火灾控制提供数据支持,并为列车中部着火且停在隧道内提供疏散方案。     

多区域地铁车厢火灾烟气蔓延特性的数值仿真研究

提出火灾时人员疏散评价指标-可用安全疏散时间,利用火灾动态模拟器(FDS)软件建立广州地铁3号线B型车前3节车厢全尺寸比例火灾仿真模型,对仿真结果进行烟气蔓延特性分析。根据实验单一变量原则,在车厢不同区域设置3类典型火源,对比其烟气蔓延特性,求解可用安全疏散时间。仿真结果表明,不同区域的火源燃烧对于静止地铁车厢的烟气蔓延特性有一定影响,相同火源功率条件下地铁车厢中部发生火灾的危险性比车厢端部发生火灾的危险性大。     

列车驾驶仿真培训系统自动灭火设施设计

列车驾驶仿真培训系统是列车司机实训的主要手段,但系统设备价格昂贵,需要设置自动灭火设施加以保护。列车驾驶仿真培训系统的火灾危险源主要是驾驶舱内的精密电子设备和电控机房内的配属电柜,可仅对高大空间场所内局部火灾危险性较大的驾驶舱和电控机房内的电柜设置适用性良好、简单、经济、可靠的气体类探火管式灭火装置,快速、准确、有效地探测和扑灭火源,并可不设置消防电源和专门的烟感温感火灾探测系统。     

隧道火灾三维数值模拟的瞬态分析

用连续方程、动量方程、能量方程及气体组分方程描述隧道内气流流动状态,采用湍流粘性系数模型中考虑浮力影响的湍流模型方程(K-ε方程),对某实验隧道火灾进行三维数值模拟瞬态分析,研究隧道火灾特性和烟气的速度场及温度场发展规律。研究结果表明,在横截面上先被加热的是拱顶,随着时间推移,高温烟气不断对其进行对流换热,整个横截面温度逐渐升高,且分布发生变化,经过一定时间后,分布形式基本确定,并向稳态逼近。采用3 m.s-1的机械通风,隧道内没有出现烟气逆流区,很好地抑制了气流的回流,满足隧道火灾通风要求,为上游人员及车辆逃离提供了气流通道。     

火源位置对铁路隧道救援站内拱顶温度纵向分布的影响

为探明铁路隧道救援站内的拱顶温度,以高黎贡山隧道为背景,建立考虑纵坡的1:10铁路隧道救援站及列车缩尺寸模型,研究不同火源位置(高端、中部和低端)在不同通风模式(自由蔓延、纵向通风和半横向通风)下对救援站拱顶温度纵向分布的影响.结果 表明:自由蔓延模式下,火源位于隧道中部时拱顶温度最高,达到940℃,远高于其他2种模式...     

地铁隧道火灾自动报警系统的设计

地铁隧道的特殊环境给火灾探测装置选型带来很多困难,光纤测温系统的出现为解决地铁隧道火灾探测器的设置问题提供了一个很好的选择.分析地铁隧道火灾的原因、特点,针对地铁隧道的环境特点,对火灾探测器的功能、作用和选型进行分析,给出地铁隧道中的火灾自动报警系统的设置方案.     

纵向通风下分岔隧道火灾烟气蔓延特性及控制实验研究

使用1/10的分岔隧道模型开展缩尺寸实验研究,测量不同火源功率和不同纵向通风风速下隧道内纵向温度分布,定性分析隧道火灾发生时热烟气卷吸空气的机制。结果表明：热烟气卷吸空气的根源在于其自身的斜压性和黏性造成的速度剪切。空气卷吸直接影响了隧道顶棚下方最大温度和烟气的流动状态。当无量纲通风风速小于0.19时,相比于单管隧道,分岔隧道内火羽流能够卷吸到更多的冷空气,因此顶棚下方最大温度比单管隧道的低;当无量纲通风风速大于0.19时,热烟气较多地被吹向下游,热量分配形式近似与单管隧道,因此顶棚下方最大温度接近单管隧道。随着通风风速的增加,空气卷吸强度增加,烟气层分层现象不明显。分岔隧道中一部分纵向通风风流能够进入支路隧道,因此其临界风速较单管隧道高。提出了适用于本文考虑的分岔隧道的临界风速计算模型,发现无量纲临界风速与无量纲热释放速率仍然具有与单管隧道类似的1/3幂次关系。     

大直径单洞双线盾构隧道防灾救援与安全疏散方案初探

1 大直径单洞双线盾构隧道火灾特点 1.1隧道主要特点 大直径单洞双线盾构隧道断面较大,且由于隧道内轮廓的限制,两条线路之间一般不设置隔墙,其与普通单洞单线隧道相比有如下特点: (1)大直径单洞双线盾构隧道一般长度较长,直通地面的疏散口受规划及施工方法限制,设置较少,距离两端的车站较远. (2)由于隧道内两条线路之间没有隔墙,火灾会对相邻线路的列车造成威胁,其火灾危险性更大.