地鐵車站關(guān)鍵結(jié)合部位火災(zāi)煙氣流動特性與控制模式優(yōu)化研究.pdf

1、隨著城市的不斷發(fā)展，地鐵應(yīng)運而生。地鐵的出現(xiàn)極大的解決了城市的交通擁堵問題，然而自地鐵出現(xiàn)以來，地鐵火災(zāi)便不可避免。研究表明地鐵發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)煙氣是威脅人員安全的主要原因。地鐵火災(zāi)可發(fā)生在站廳層、站臺層和行駛中的列車上。站廳層發(fā)生火災(zāi)時，由于站廳層直接與地面相連，因此，人員疏散和火災(zāi)救援相比站臺層火災(zāi)和列車火災(zāi)相對容易一些。站臺層發(fā)生火災(zāi)時，站臺層的人員往往通過站廳與站臺之間連通的樓梯或自動扶梯疏散至站廳層，因此，站臺火災(zāi)時站臺與站廳

2、關(guān)鍵結(jié)合部位的煙氣流動與控制研究非常重要。行駛中的地鐵列車發(fā)生火災(zāi)時，由于在隧道內(nèi)不利于火災(zāi)撲救和人員疏散，因此應(yīng)盡量行駛至前方車站停靠站臺進行火災(zāi)撲救和人員疏散。著火列車?？寇囌緯r，列車車門和站臺屏蔽門均處于打開狀態(tài)，隧道軌行區(qū)和站臺區(qū)處于連通狀態(tài)，火災(zāi)煙氣會由隧道軌行區(qū)向站臺區(qū)蔓延，因此，研究此火災(zāi)場景下煙氣在隧道和站臺關(guān)鍵結(jié)合部位的流動特性具有重要意義。對于地鐵列車火災(zāi)的撲救，越來越多的研究者想把細水霧系統(tǒng)應(yīng)用于地鐵火災(zāi)撲救中，細

3、水霧在火災(zāi)撲救中將受隧道縱向風的影響，因此，細水霧和縱向風都會對煙氣流動產(chǎn)生影響。現(xiàn)階段地鐵車站往往設(shè)有多套煙氣控制系統(tǒng)，那么列車火災(zāi)?？寇囌緯r，車站多套煙氣控制系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化工作模式也需要進一步深入研究。
　　本文針對地鐵車站火災(zāi)時車站關(guān)鍵結(jié)合部位煙氣流動特性與控制模式優(yōu)化采用實驗研究、理論分析和數(shù)值模擬的方法開展研究。建立了1∶10模擬尺度的地鐵車站煙氣控制實驗臺和全尺寸列車火災(zāi)模擬實驗臺，通過對火災(zāi)時煙氣流動的特征參數(shù)溫度、

4、有毒氣體濃度等參數(shù)的測量，揭示了地鐵站火災(zāi)時煙氣在關(guān)鍵結(jié)合部位的流動特性，并提出了優(yōu)化的煙氣控制模式。具體工作包括:
　　研究了站臺火災(zāi)時，站臺到站廳關(guān)鍵結(jié)合部位擋煙垂壁的設(shè)置對站臺頂棚煙氣溫度分布的影響。通過理論分析，建立了站臺火災(zāi)時頂棚溫度衰減指數(shù)與火源功率和擋煙垂壁高度之間的耦合關(guān)系模型，并通過開展小尺寸實驗對該模型進行了驗證。
　　研究了列車火災(zāi)?？寇囌緯r，火災(zāi)煙氣在隧道和站臺關(guān)鍵結(jié)合部位的流動特性。通過在小尺寸實驗

5、臺開展實驗，揭示了車站煙氣控制系統(tǒng)失效情況下，隧道區(qū)煙氣溫度衰減規(guī)律，以及火源位置和火源功率對站臺區(qū)溫度分布的影響。
　　研究了列車火災(zāi)?？寇囌緯r，在細水霧和縱向風耦合作用下，火災(zāi)煙氣在隧道和站臺關(guān)鍵結(jié)合部位的蔓延特性。通過在全尺寸實驗臺開展實驗，揭示了火源位于不同位置時，細水霧和縱向風的耦合作用下，隧道區(qū)和站臺區(qū)的能見度、溫度場以及CO有毒氣體濃度的分布特性。
　　研究了列車火災(zāi)?？康罔F車站時，車站多套煙氣控制系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)