地铁区间隧道半横向通风排烟方式对排烟效果的影响

针对地铁长大过海区间隧道通风排烟问题,结合青岛地铁1号线瓦贵区间工程,采用理论及对比分析、数值解算等方法,分析过海区间隧道区间风井设置、火灾工况气流组织等问题。介绍青岛地铁1号线瓦贵区间概况,然后提出区间风井设置的要点,参考国内相关城市过江工程实例,采用土建排烟风道,以保证灾害工况下两车追踪人员的疏散安全。阐述陆域段防排烟和海域段防排烟方案,对于陆域段,排烟方案可以按照常规地铁区间进行设置;对于海域段,需根据区间长度,采用全吊顶或者局部吊顶排烟方案。通过研究区间火灾安全目标,设定热释放功率为10mw,隧道临界风速为2.1m/s,重点排烟量为80m3/s,并绘制通风网络解算结果图,解算结果表明各区间风井的防排烟系统均满足规范要求。

针对地铁区间隧道火灾的自然排烟,采用fds(firedynamicssimulator)软件,数值模拟通风竖井的长宽比、埋深和开口形式对自然排烟效果的影响。模拟结果表明:当通风竖井的长宽比在1.25～2.5时,其自然排烟效果明显好于其长宽比为5时的自然排烟效果;当通风竖井的埋深在5～15m时,对自然排烟的影响不明显;采用直通风竖井的自然排烟效果优于采用渐扩通风竖井的自然排烟效果。

为了解不同通风方式下隧道火灾烟气的运移情况,开展了管道热烟实验；进行了不同通风方式下火灾烟气运移的数值模拟；分别采用理论计算和数值模拟方法得到了不同火源热释放速率的纵向临界风速。结果表明:纵向风速较小时管道中的烟气呈现层状运动,风速较大时烟气分层现象消失；车厢内烟气的温度高于车厢外相同高度的烟气温度；采用数值模拟得到的临界风速低于弗洛德临界模型的计算结果；相同火灾功率时压入式通风临界风速比抽出式通风临界风速略小。当隧道内产生速度不小于2m/s的纵向风时,可将烟气限制在火源的下游隧道。

采用数值模拟方法对点式排烟模式下地铁长区间隧道火灾烟气流动进行了计算分析，研究了坡度与活塞风对排烟效率与烟气温度分布的影响。结果表明：烟气不仅受排烟风口的抽吸作用，同时坡度与活塞风影响隧道内烟气流动，点式排烟模式下坡度与活塞风对排烟效率与烟气温度分布的影响不能忽略。

隧道火灾中高温烟气是导致人员伤亡的最主要因素,火灾中如何快速有效地排除高温烟气是隧道消防中的重要课题.本文采用cfd模拟方法对采用集中排烟道进行半横向排烟时隧道内火灾烟气的蔓延进行了模拟分析,对不同排烟阀设置下隧道火灾烟气的控制效果进行了比较,讨论了半横向排烟系统中排烟阀的设置原则和对排烟效果的影响,可为隧道火灾半横向烟气控制系统的设计提供参考.

针对地铁长区间隧道中着火列车停在中间竖井处的火灾情况,搭建1∶10比例的隧道模型并开展火灾实验,研究烟气自然填充时不同竖井高度、机械通风时不同纵向风速和不同竖井排烟风速下隧道内的顶棚温度分布、人眼特征高度处温度分布和co浓度分布规律,得出最佳的排烟模式。结合经济投入对比分析,选择既满足排烟效果又经济节能的排烟方式。结果表明,排烟时采用最低的竖井高度10m,不开启竖井排烟设施,只通过竖井前后的纵向通风速度v1=1.6m/s,v2=2.5m/s排烟,此时的节能效果最优。研究结果可为地铁长区间隧道的排烟节能优化提供一定的参考。

结合某大型隧道防排烟工程实际,采用fds构建集中排烟隧道模型,通过对不同火灾工况下隧道内顶隔板处和2m高处温度、烟气蔓延、排烟道及排烟阀处烟气流速等的定量分析,获得了单向和双向集中排烟模式对排烟效果的影响规律。结果表明:30mw和50mw火源功率时,双向排烟顶隔板下方最高温度比单向排烟分别高出200℃和450℃,两种情况下行车道2m高处温度分布相差不大;双向排烟模式下的烟气蔓延范围比单向排烟大;单向排烟下排烟阀处烟气流速按照离排烟风机由近至远递减,且靠近风机的排烟阀流速大于10m/s。

排烟口是火灾发生时烟气排出的出口,排烟口高度和位置对排烟效果具有重要影响。运用fds数值模拟方法,以实验台为依据建立数值模型,针对排烟口高度和排烟口位置的改变对排烟效果的影响进行分析,结果表明:随着排烟口高度的升高,各种排烟风速下的排烟效果都得到了改善。在排烟口风速较高的情况下,排烟口的高度变化对烟气溢出厚度的影响更大,采用大风速的控烟效果要优于小风速。侧排方式的排烟效果低于顶排方式,远壁排烟方式要优于近壁排烟方式。

以半地下汽车库作为烟气控制研究对象,运用fds软件模拟计算半地下汽车库发生火灾时产生的烟气在车库内的流动情况,并且通过分析发生火灾时温度和烟气层的能见度、高度等参数研究半地下车库的有效排烟-补风方式。结果表明:在一定的建筑结构、周边环境及地形条件下,可以采用顶部自然排烟口(采光通风井)和高侧窗补风的自然排烟补风方式代替整个防火分区机械排烟设计。

为获得隧道集中排烟中排烟阀设置参数对排烟效果的影响规律,结合某大型过江隧道防排烟工程实际,根据隧道实际交通情况,设定了火源规模,并设计了数组隧道火灾工况,采用火灾动力学模拟软件fds构建了集中排烟隧道模型,通过对不同火灾工况下隧道内2m高处能见度、烟气蔓延范围及排烟阀效率等排烟效果指标的定量分析,获得了单向排烟和双向排烟两种集中排烟模式下单个排烟阀面积、间距、开启个数及排烟阀形状对排烟效果的影响规律。

高层建筑发生火灾时,烟气对人员的生命安全有着非常大的威胁,因此有效地控制烟气在建筑物内的扩散对于人员的逃生是非常重要的。通过高层建筑内烟气流动的数学模型,采用k-ε两方程三维紊流模型对高层建筑火灾时排烟口布置于走廊顶棚和走廊侧壁时的机械排烟进行模拟。结果表明,排烟口的布置方式不同对排烟效果的影响很大。排烟口置于顶棚时比排烟口置于侧壁时排烟效率高近10%,走廊内危险性低。在进行排烟设计时应优先考虑将排烟口设置在走廊顶部。

为了获得集中排烟隧道中排烟阀设置参数对排烟效果的影响规律,结合某大型过江隧道防排烟工程实际,根据隧道实际交通情况,设定了火源规模,并设计了数组隧道火灾工况,采用火灾动力学模拟软件fds构建了集中排烟隧道模型,通过对不同火灾工况下隧道内2m高处能见度、烟气蔓延范围及排烟阀效率等排烟效果指标的定量分析,获得了单向排烟和双向排烟两种集中排烟模式下单个排烟阀面积、间距、开启个数及形状对排烟效果的影响规律。结果表明:无论单向排烟还是双向排烟,单个排烟阀面积、间距及开启个数三种因素共同影响着排烟效果,一味的通过增大或减小其中的一个因素来提高排烟效果的做法是不可行的;但相同的排烟阀设置即相同的单个排烟阀面积、间距及开启个数时,单向排烟模式比双向排烟模式隧道内烟气蔓延距离小,但总排烟阀效率要低于双向排烟时的排烟阀效率,同时,单个排烟阀形状为矩形时排烟效果较好。

本文依托兰州地铁1号线五里铺站附属物业开发工程项目，采用有限元建模分析了基坑施工对其下卧地铁区间隧道变形及内力的影响，对设计的合理性进行了评估并对后续的工程设计提出了建议。

隧道集中排烟系统的排烟风量是影响火灾烟气抽排效果的关键参数。量化评价烟气抽排效果有利于排烟风机的优化选型。基于fds的火灾燃烧过程的化学反应式得到隧道火灾烟气的质量生产速率,提出了排烟效率和排烟效能两个表征集中排烟系统烟控能力的计算公式。用基于大涡模拟的fds软件对隧道火灾烟气进行数值模拟计算。对比研究表明,随着排烟风量的增大,机械排烟效率增大,机械排烟效能反而降低。风机排烟风量增大使多个排烟阀处发生吸穿现象,但风流短路并未降低整个排烟系统的排烟效率。根据研究结果给出了合理的风机排烟风量设计区间,确定三阳路道路隧道集中排烟系统的最佳排烟风量为170m3/s,对应的排烟效率为96.3%。

本文通过分析火灾对地铁通风排烟系统的影响,得出了地铁通风排烟系统存在的不足以及地铁通风排烟系统设计的新思路,这对于减少地铁火灾中的人员伤亡,有着十分重要的意义。

在深基坑工程施工中,基坑降水开挖会使得周围土体产生沉降。特别是当基坑邻近既有地铁区间隧道时,其开挖过程对隧道变形的影响更应得到重视。以沈阳地铁二号线邻近的恒隆广场深基坑工程为背景,通过有限差分软件flac3d进行数值模拟。结果表明:富水砂层地质条件下,降水开挖后地表沉降整体值并不是很大;通过不考虑流固耦合和考虑流固耦合的对比分析,得出不能忽视降水对周围土体扰动及区间隧道变形的作用;区间隧道主要以水平位移为主;在施工中,要着重对与基坑距离最近的右线隧道进行监测。

浅谈地铁站台隧道的通风排烟问题——介绍了防排烟设计在地铁建筑设计及火灾中的重要性,以及目前国内地铁防排烟设施的情况,并详细地分析了地铁建筑的防排烟方面存在的问题及防火设计的对策。

通过建立高层建筑内烟气流动的数学模型,采用k—ε双方程三维紊流模型对高层建筑火灾时横向走道内防排烟方式以及排烟口的位置和数量的烟气状态进行数值模拟,通过分析比较得出对于火灾初期挡烟垂壁对延缓烟气扩散的效果明显,可以通过设置合理的挡烟垂壁高度和数量来延长疏散时间。重要场所应用机械排烟时,排烟口应避免设在前室附近,对于只有单个排烟口时应将其设置在以挡烟垂壁为防烟分区的中间部位。在保持总排烟量不变时,可以将面积较大的排烟口合理的拆分成几个小的排烟口,并均匀分布在防烟分区内,这样可以降低每个排烟口的控制半径,有效的控制烟气的扩散,延长人员疏散时间。

介绍了防排烟设计在地铁建筑设计及火灾中的重要性,以及目前国内地铁防排烟设施的情况,并详细地分析了地铁建筑的防排烟方面存在的问题及防火设计的对策。

在解读相关规范基础上,分析排烟口朝向对气流的影响。以某扁平商业空间为例,利用fds模拟排烟口朝向对排烟效果的影响。结果表明,在同样的排烟管道条件下,排烟效果优劣的顺序依次为:排烟口朝上、排烟口侧向、排烟口朝下。

本文简要介绍射流技术研究的两种主要理论模型。对于地铁某设有停车线区间隧道,针对其特殊区域利用射流风机辅助通风的设计烟控方案,在模拟火灾排烟工况条件下,测试停车线和行车线形成的双洞气流流速,得到射流风机出口沿程风速分布变化,对两条线路的风场特性及射流风机形成的烟控效果进行分析验证,测试结果对众多设有停车线、过渡线、折返线等不同辅助线路的地铁区间火灾烟控方案设计提供了参考借鉴。

开展了一系列机械排烟实验,定量分析了排烟口风速和高度对机械排烟效率的影响规律。结果表明,在烟气层厚度和排烟口风速一定时,排烟口高度存在一个临界值,实验得到的临界高度值与hinkley模型的预测值符合的较好。在该临界值以下,机械排烟效率较低且随着排烟口高度的降低而明显降低;在该临界值以上,排烟效率较高且随着高度的增加变化不明显。结合实验结果,采用大涡模拟的方法,对某典型侧式地铁车站内排烟口高度和风速对机械排烟效果的影响进行了全尺寸数值模拟分析,结果表明可通过升高排烟口高度和降低挡烟垂壁高度来优化原机械排烟系统的排烟效果。