地铁车站安全疏散计算方法探讨

《地铁设计防火标准》第5章给出了车站安全疏散计算方法,要求站台疏散设施能保证乘客在4min内撤离站台,6min内抵达站厅或安全区域。该标准提供了撤离站台的时间计算公式及疏散控制原则。结合国内外规范中关于疏散计算的要求,分析其疏散理论和计算方法,探讨乘客疏散全过程疏散时间计算方法。在进行车站安全疏散计算时,提出如下建议:乘客撤离站台时间应以《地铁设计防火标准》为准;撤离至安全区的时间可按抵达安全区最长疏散路径分段步行总时间与乘客在楼梯、扶梯、闸机、通道等疏散设施处的滞留时间之和进行验算,超过3层或疏散路线通过多个楼层等复杂工况,建议在静态计算的基础上采用动态疏散模拟进行分析研究;当列车发生火灾时建议验算疏散乘客通过车门到站台的滞留时间。     

基于GEM算法的地铁车站乘客疏散能力研究

为分析和提高地铁车站通过设施的疏散能力,保证乘客的运行安全,在分析地铁车站行人流运动特性的基础上,利用GEM(generalized expansion method)算法,求解地铁车站乘客疏散模型,通过计算得到车站疏散设施的拥堵概率、吞吐量等指标,给出地铁车站疏散能力的瓶颈点。以西直门地铁站为案例,证明将GEM算法应用于解决地铁车站人员疏散问题的可行性,并在此基础上提出合理的进站线路疏散优化方案。     

《地铁安全疏散规范》车站疏散适用性分析

针对最新颁布的《地铁安全疏散规范》,通过对规范的疏散研究,以及某城市6B编组地铁地下车站的实例计算分析,从保证消防安全和满足人员疏散的角度探讨更适合实际工程的疏散计算模式。提出在进行消防疏散计算时,应区分两种火灾工况,站台层火灾时,疏散计算以《地铁安全疏散规范》为准;站厅层火灾时,疏散计算应先满足《地铁设计规范》的6 min疏散通过要求,同时辅以售检票闸机通过能力,对安全出口通过能力及6 min内相邻车辆能否将站台滞留乘客疏散至相邻车站等进行核验,以期对同类工程的建筑消防疏散设计提供一定的参考和借鉴。     

地铁十字换乘站火灾烟气控制的数值模拟北大核心

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.     

地铁车站站厅排烟口位置对乘客安全疏散的影响

为改善地铁车站站厅层公共区的排烟效果,以郑州某地铁车站为研究对象,利用FDS(火灾数值模拟)软件对不同的排烟工况下的火灾数据进行数值模拟计算,得出以下结论:在安全疏散时间内,除了着火点周围3 m区域范围,其他位置均能够满足乘客的安全疏散要求;火灾时,相比排烟管道设置在站厅层公共区围护结构两侧区域,排烟管道在站厅层公共区中部区域时更有利于乘客的安全疏散;在进行排烟设计时,站厅层公共区易发生火灾部位周围沿站厅层长度方向上12.6 m范围内、宽度方向上6.45 m范围内不应设置排烟防火阀。     

地铁火灾乘客疏散的仿真分析

地铁火灾事故是地铁危害损失最大的事故之一.从火灾情况下乘客行为规律分析入手,运用计算机仿真技术,建立了基于乘客疏散的仿真模型.应用研发的乘客疏散仿真程序(SUBFE),对案例车站乘客疏散的时间影响进行了仿真定量分析.给出疏散2 500名乘客相关的楼梯宽度、闸机和出口条件布设的技术要求.     

基于虚拟现实技术的地铁火灾疏散仿真平台研发与应用

目前地铁站火灾疏散演练与实验多采用人与火分离的方式进行,所得结果能否反映乘客在真实火灾中的行为存在较大不确定性。对此,研究基于虚拟现实(VR)技术,集成走步设备、视觉设备、火灾仿真、地铁环境系统建模等技术,构建适用于地铁大空间的沉浸式火灾疏散仿真软硬件技术框架。其中地铁列车、车站、隧道等环境采用UNITY建模,而火灾动态发展则加载SMARTFIRE仿真结果导入。以北京地铁6号线某车站及隧道为案例,应用系统框架开发具有丰富交互功能的火灾疏散演练综合平台,设计并开展实验。初步结果表明:乘客行为及体征参数在虚拟火灾中均有明显变化,体现虚拟环境较高的还原度;大部分乘客在逃生过程中较少观察疏散标志;双洞隧道疏散中乘客通常会错过横通道,VR技术在地铁疏散领域非常有应用潜力。     

地铁乘客导向标识的探讨

地铁乘客导向标识系统主要功能是引导乘客安全、顺利、迅速地完成整个旅程,避免乘客滞留在车站内引起拥塞。在紧急疏散时,导向标识必须能清晰地引导乘客顺利地离开危险区域及车站。通过对乘客导向标识的调研,结合南京地铁的情况,对共线车站、换乘车站、分界车站的乘客导向以及列车的车内外的标示进行全面探讨研究。     

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.     

从消防角度探讨地铁隧道疏散平台的设计问题

疏散平台是地铁隧道消防安全的必要保障,但疏散平台的主要作用是中转,道床面才是疏散的主要途径。从消防疏散的角度出发,探讨地铁隧道内设置疏散平台的重要性,并对疏散平台和道床面的主要作用进行了对比说明,重点分析疏散平台设置步梯的必要性和步梯给区间管线安装带来的问题,最后提出相关技术主张。     

轨道交通消防给水系统演变与优化

研究和分析轨道交通消防给水系统在不同阶段消防规范下的方案特点、新旧规范的差异和演变过程,对不同时期城市轨道交通线路案例比较分析与研究,总结出每个阶段地铁车站消防系统的方案特点。按有无消防稳压设备的方案差别,分析如何实现自动启泵,在设消防水池吸水加压和市政直抽两种水源条件下分析如何确定压力开关动作值。提出地铁车站消防系统的优化方案,不断调整设计思路,结合现场调试操作经验,找到符合地铁特点的消防方案,提高地铁运营的消防安全。     

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。     

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。     

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.     

细水雾对地铁站厅层火灾烟气危险特性参数的影响

针对地铁站厅层的火灾特点,在自然通风的情况下,分别对有无细水雾作用的地铁站厅层火灾烟气情况进行数值模拟。得出火场内温度以及CO_2、CO、O_2的摩尔分数等烟气危险特性参数的变化和疏散安全指数的变化,指出细水雾对站厅层火灾烟气CO_2、O_2的摩尔分数降低作用明显,更利于人员安全疏散。     

高海拔特长铁路隧道定点防灾救援研究

为研究高海拔特长隧道定点防灾救援设计中不同火灾场景下救援横通道数量对人员疏散的影响,依托关角隧道对高海拔条件下火灾发展及人员疏散过程进行研究。利用FDS火灾模拟软件对关角隧道救援站进行高海拔条件下的火灾数值模拟计算,通过改变火源热释放速率以及救援横通道数量,得到不同火灾场景下可用安全疏散时间。利用人员疏散软件EXODUS对不同场景下高海拔地区人员疏散过程进行模拟,得到必需的人员疏散时间,通过与可用疏散时间的比较,最终确定高海拔特长铁路隧道定点救援站合理的救援横通道数量为8~9座。     

构建地铁消防远程监控系统

针对地铁线路的快速发展,提出依托轨道交通网络运营控制中心(NOCC)系统的网络信息资源构建地铁消防远程监控系统,构建城市地铁火灾报警系统(FAS)的信息网络,实现监控全市地铁FAS的实时运行状态,实现资源共享,实现地铁FAS深度集成的自动化管理;通过NOCC系统的网络信息资源,使地铁消防远程监控系统功能更全面、更合理,系统造价更低,适应城市地铁消防远程监控系统战略发展的需要。