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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

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.     

地铁站通风排烟系统有效性分析

为研究地铁站通风排烟系统的有效性,以某地铁站为原型,利用FDS对地铁区间隧道火灾与站台火灾进行数值模拟,得出站点内烟气温度、有毒气体浓度(以CO为主)、能见度,烟气层高度等特征参数的分布规律,分析深埋地铁站通风排烟系统的设计安全目标,探索有效性评估分析的手段和方法。     

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。     

火灾对地铁隧道排烟风机能力的影响研究

研究火灾烟气状态对排烟风机性能的影响,系统分析了地铁隧道火灾烟气的烟囱效应和热阻效应,将地铁隧道系统和排烟风机作为一个整体考虑,分析隧道烟气温度和密度沿程变化规律,建立隧道火灾网络模拟的数学模型,提出在隧道火灾排烟网络模拟时应以质量流量替代体积流量和风机性能的修正方法,研究了隧道火灾烟气流动模拟的数值方法,综合分析地铁隧道火灾的热阻效应、烟囱效应及烟流状态对地铁排烟风机排烟能力的影响。研究方法和结果为地铁隧道火灾烟气控制和事故应急处理决策提供科学依据。     

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。     

吸气式烟雾探测报警技术在地铁中的适用性

分析点式感烟探测器、缆式线型定温探测器、红外光束感烟探测器在地铁电缆夹层、高大的车库空间、装修方案复杂的车站站厅公共区、站台公共区等场合应用的不足,通过对吸气式烟雾探测技术与传统的火灾探测器在地铁环境中的应用特点进行对比分析,说明吸气式烟雾探测系统具有安装灵活、易维护等特点,推荐在地铁上述重要或特殊场所采用吸气式烟雾探测报警技术.     

典型多层地铁车站中间层起火时的通风模式优化分析

以某典型3层十字交叉换乘地铁车站为研究对象,针对地铁车站内可燃物的状况,设计峰值为2MW的t2-增长稳定火源,根据地铁车站结构、各层公共区防烟分区和通风系统设置,将紧急通风模式分为起火层下层送风机组关闭和开启2种。选用计算流体力学软件FDS5.0,将火源设置在地下2层靠近站台端部处,建立地铁车站三维模型,采用大涡模拟(LargeEddySimulation)方法对起火层机械排烟效果进行模拟。对起火层内流场、温度场和速度场的分析结果表明:开启地下3层送风机组可使补向地下2层的风量和地下2层的压力增加,有效地降低火源所在防烟分区内的烟气层厚度和温度,实现更好的防排烟效果。     

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。