隧道火灾时人员安全疏散的模拟研究

开发的隧道火灾时人员疏散计算机模型Tunev,可以计算隧道内不同位置发生火灾时,人员疏散所需的时间;与火灾数值模拟软件CFD-POENICS3.5相结合,可以计算危险来临时间;通过对2种时间的比较,判断人员疏散的安全性,论述了模型的有关概念,并对工程实例进行了疏散模拟,最后简述了Tunev模型的验证和应用.     

隧道火灾时人员安全疏散的模拟研究

隧道的火灾危险性决定了隧道的消防设计应以保护人员的生命安全为首要目标。为此开发了隧道火灾时的人员疏散计算机模型Tunev ,该模型可以计算隧道内不同位置发生火灾时,人员疏散所需的时间;与火灾数值模拟软件CFD—POENICS3.5相结合,可以计算危险来临时间;通过对两种时间的比较,判断人员疏散的安全性。简述了模型的有关概念,并对工程实例进行了疏散模拟,最后简述了Tunev模型的验证和应用。     

长大公路隧道火灾安全疏散研究

为研究长大公路隧道运营期火灾发生时人员的安全疏散,首先对隧道火灾发生的原因、特点以及影响安全疏散的主要因素进行分析探讨,其次以某特长公路隧道为例,基于计算流体动力学模型,利用CFD软件对隧道进行火灾的数值模拟,研究了火灾时隧道内的烟雾、温度场的纵向分布扩散规律。并根据计算结果对隧道结构的通风防灾系统进行人员的安全疏散模拟。结果表明,在3 m/s的纵向通风条件下,当出现最不利火灾工况时,原有的通风防灾系统满足人员疏散的要求。     

从人员安全疏散的观点研究特长隧道横通道间距

隧道的消防设计应以保护人员的生命安全为首要目标,横通道作为隧道的安全地带,其间距的设置在人员安全疏散中是至关重要的。本文以雪峰山隧道为工程实例,阐述了一种计算横通道间距的方法,并简述了该方法的应用。首先根据特长隧道火灾特点,从人员安全疏散的观点出发,模拟分析特长隧道4种不同火灾场景下的典型自然疏散过程,并运用火灾模拟软件FDS计算不同火灾场景、不同横通道间距情况下的危险时间,然后与相应的包含人员疏散行为特征的疏散时间相比较,得出最适宜的横通道间距,并分析其经济性。其方法和结论可为特长隧道消防系统的设计、紧急疏散方案和引导指挥体系的建立提供理论依据。     

长大地铁区间隧道火灾可用安全疏散时间算法研究及应用

为合理确定长大地铁区间隧道火灾时人员可用安全疏散时间,根据长大地铁区间隧道火灾疏散特点,分析影响人员安全疏散的主要因素,提出长大地铁区间隧道火灾时可用安全疏散时间算法,即多因素联合限定法（multi factor combined method,MCM）,并在国内在建地铁过海隧道工程中进行应用。研究结果表明： 采用多因素联合限定法能够有效判定长大地铁区间隧道火灾时可用安全疏散时间（ASET）,计算方便快捷,结果合理可行,可供相关工程参考借鉴。     

大断面沉管隧道火灾人员疏散及应急救援仿真分析

为了更好地规划设计隧道内发生火灾时人员疏散及救援路线,针对深中通道超大断面沉管隧道的疏散救援设施的实际工程状况,采用FDS、Pathfinder以及Vissim软件对隧道火灾工况下人员疏散以及救援技术进行分析和验证。计算结果表明,本项目隧道人员疏散安全门的尺寸和间距设置满足隧道内发生火灾时人员疏散要求,东人工岛、西人工岛以及三围互通收费广场3处分别设置的消防救援点可满足应急救援的时间要求,此结论可为设计人员提供参考。     

钱江隧道火灾疏散可靠性分析

为评估钱江隧道火灾疏散的可靠性,从而为钱江隧道逃生通道设置方案决策提供参考依据,基于改进的公路隧道需用安全疏散时间RSET计算法,采用Monte Carlo随机数值试验方法,针对钱江隧道的特点,对3种不同的逃生通道方案进行公路隧道火灾人群疏散随机性仿真模拟,从而可计算不同疏散逃生方案、不同人群疏散荷载下疏散的失效概率.通过对计算结果分析可得:不考虑隧道各项火灾控制与疏散的有利因素,可用安全疏散时间取规范值时,横通道疏散可靠性相对最高,纵横结合逃生方案次之.     

超大断面双层盾构隧道火灾特性及疏散救援研究——以深圳机荷高速公路隧道为例

为解决超大断面高速公路隧道的火灾排烟及疏散救援难题,以深圳机荷高速双层盾构隧道为依托,采用FDS数值模拟方法对隧道标准断面和分叉断面处火灾排烟特性、温度场和能见度的分布规律进行研究,确定火灾工况下各个位置能见度和温度随时间的变化以及烟气扩散情况,建议隧道内应控制纵向风速不小于3 m/s;结合高速公路隧道火灾的起因和特点,开展高速公路隧道火灾事故应急救援综合研究,运用仿真模拟法对多组楼梯参数取值情况下共计6种疏散工况进行计算,确定横通道间距为250 m、楼梯间距为80 m时,可满足人员安全疏散要求;最后,提出超大断面双层高速公路隧道火灾应急救援体系,并针对机荷高速双层盾构隧道给出救援疏散路线以及各位置发生火灾时的排烟疏散策略。     

公路隧道内火灾烟气温度及层化高度分布特征试验

通过在云南昆明—石林高速公路阳宗隧道内的现场模拟火灾试验,对不同纵向通风速率下公路隧道内火灾烟气温度及层化高度沿隧道的分布特征进行了研究。结果表明:拱顶下方烟气温度沿隧道呈幂指数分布;纵向通风速度对烟气层高度沿隧道的分布有重大影响,纵向风速较小时,烟气可以在隧道上部空间维持较好的层化结构,不会影响火灾发生时人员的安全疏散,而较大的纵向风速将导致烟气层高度沿隧道迅速降到地面,对火灾发生时的人员疏散造成威胁。     

超大跨度水下隧道侧部集中排烟适用性研究

以超大跨度水下隧道为研究对象,基于FDS火灾数值模拟方法,构建矩形水下隧道侧部集中排烟计算模型,通过对不同火灾工况下隧道内烟气分布及排烟效率特性进行研究,得到侧部集中排烟在不同宽度隧道内的适用性。研究结果表明:随着隧道宽度增加,隧道横断面风速衰减明显,侧部集中排烟效率降低,对于单向4车道以上宽度的超大跨矩形隧道,火灾时侧部集中排烟适用性较差,且不利于人员疏散。     

低压细水雾在公路隧道火灾防控中的试验研究

为验证“低压细水雾灭火系统”对隧道初期火灾发展和传播的抑制效果,在云南省昭会高速公路邱家垭口隧道内开展低压细水雾灭火系统实体火灾试验。通过隧道内有关温度场和烟气场的测量,对低压细水雾灭火系统在隧道火灾中抑制和扑灭火灾、降低火场温度以及净化火源附近空气的能力进行研究。试验结果表明：在隧道风速不大于3 m/s的情况下,低压细水雾灭火系统开启后,火焰得到控制,火源附近的温度迅速降低,CO体积分数达到峰值后快速下降,O2体积分数在试验过程中始终保持在21%左右,能够确保公路隧道的消防安全和人员逃生安全。     

四洞公路隧道火灾模式下烟气控制标准研究

为了确定四洞公路隧道火灾模式下的烟气控制标准,通过理论公式计算得到火灾隧道内防止烟气逆流的纵向临界通风风速,并采用火灾动力学软件FDS进行对比验证,同时研究阻塞场景下在相邻安全隧道内进行反向通风的控烟模式,得到阻止烟气经火源下游的横通道蔓延到安全隧道的临界风速。结果表明:Kennedy理论公式计算的结果与FDS模拟结果吻合较好,确定三车道隧道火灾模式下临界风速为2.2m/s,双车道为2.3m/s;阻塞场景下,三车道隧道发生火灾时,相邻三车道安全隧道反向通风临界风速不小于3.5m/s,双车道隧道发生火灾时,相邻三车道安全隧道反向通风临界风速不小于5.5m/s。     

公路隧道中控制火灾烟流的计算模型

本模型揭示公路隧道火灾期间发生逆流时火源区域烟流流动规律,得出公式可用于估算阻止火灾期间发生逆流时所需的“临界风速”。从本模型得知临界风速取决于隧道高度和火源热释放率的大小。通过与原型试验隧道火灾试验数据进行比较,本模型可以为防灾通风设计提供依据。     

公路隧道拱顶附近烟气最高温度的理论预测与试验研究

为了研究顶部开口的城市隧道在采用自然通风模式下的火灾特性,在已建成的隧道中设计并实施了全尺寸火灾实验,得到了隧道火灾自然通风模式下的拱顶附近烟气最高温度纵向变化数据。通过实验数据与理论预测结果对比的方式验证了H.Kurioka等人建立的隧道火羽流模型及其计算公式的可靠性,为市政公路隧道建设提供了科学依据,可以用来指导隧道火灾的研究及其消防工作的开展。     

纵向通风下不同坡形隧道火灾烟气温度分布特性研究

为了解决不同纵向坡形隧道发生火灾时的烟流控制问题,以宝兰客运专线渭河隧道V形坡火灾通风为例,采用三维数值模拟方法,对不同坡形下烟气温度的分布特性进行研究。通过对V形坡、单面坡和人字坡等不同坡形隧道在不同纵向通风速度下的火灾工况模拟,对比分析隧道拱顶、一人高和3.0 m高处的温度分布特征。结果表明： 在火灾发生初期,当无纵向通风时,在变坡点火源车厢附近人字坡的温度最高,但随着离火源点距离的增大,V形坡的温度逐渐达到最大;当有纵向通风时,V形坡下游沿程的温度最高,且随风速增大,温度最高区域的分布范围逐渐扩大,而单面坡和人字坡的温度变化曲线基本一致,并在离火源点较远的下游区域趋于定值;在本研究范围内的坡形、坡度条件下,当纵向通风风速达到2 m/s 时,烟控效果最好。     

无纵向风下环境压强对拱顶最高温度影响数值研究

为了给高海拔隧道火灾防灾救援设计提供参考依据，通过火灾动态模拟软件(FDS)建立全尺寸模型隧道，设置5种不同环境压强，研究环境压强对隧道火灾拱顶最高温度的影响。结果表明： 1)相同火源热释放速率(HRR)下，拱顶最高温度随着压强降低而增大； 2)环境压强降低引起的空气密度与卷吸强度变化是造成拱顶最高温度变化的主要原因。基于理论分析和数值计算结果，提出考虑环境压强的拱顶最高温度预测模型。预测模型拱顶最高温度与考虑环境压强的无量纲热释放速率的2/3次幂成正比，试验数据验证了预测模型的可靠性。     

某铁路隧道内紧急救援站防灾通风方案及影响因素研究

为确定铁路隧道内紧急救援站防灾通风机合理的布置方案,分析相关因素对防灾通风的影响规律,合理简化防灾通风计算,以某铁路隧道内紧急救援站工程为依托,利用SES程序建立防灾通风计算模型,对风机仅布置于正洞、横通道及同时布置于正洞和横通道内3种方案进行比选,并研究自然风、火灾位置、火灾规模及隧道纵坡等因素对救援站防灾通风的单一及其综合影响规律。结果表明:对于左右分离式隧道内紧急救援站,将风机布置于救援站前后两端的正洞内时,满足防灾通风要求的风机数量最少,是较优的布置方案;各因素均会对防护门处风速产生影响,影响程度依次为自然风、火灾位置、火灾规模、隧道纵坡;同时考虑自然风和火灾因素作用时,最不利工况下需要的风机数量约为不考虑其影响时的1.9倍。     

隧道数字化火灾预警系统的在线量化评估

为检查和评价隧道及地下空间火灾预警系统的实际功能,需要一套可行的在线评估手段。根据近年来国内外全尺寸隧道火灾发展曲线的试验结果,提出隧道火情的定义依据;引用运营隧道内准分布式光纤光栅感温火灾探测器的实测数据,证明运营中隧道报警系统的个性化现象;提出合格的数字化报警系统应存在一个在统计学意义上使漏报率和误报率同时达到期望值的合理阈值取值区间;建议以该区间的尺度作为该系统功能完好性的评估指标;对日常隧道运行温度数据的统计分析可估计合理阈值取值区间的下限,对规定条件下的现场点火试验温度数据分析可估计合理阈值取值区间的上限。在隧道运营期该区间尺度可实时在线自动更新。