坡度与活塞风对地铁长区间隧道火灾点式排烟的影响

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。

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。

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。

通过数值模拟与试验的方法研究地铁区间隧道发生火灾(火源功率为5mw)时,半横向排烟方式中排烟风速、排烟口间距、排烟口面积对排烟效果的影响。以某地铁区间隧道为原型,利用fds建立全尺寸隧道模型进行数值模拟研究。此外,根据froude相似模型,建立了1∶10的地铁区间隧道模型试验台,以验证数值模拟的可靠性。结果表明,半横向排烟方式可以有效地排出隧道发生火灾时产生的烟气。数值模拟结果与试验结果的相对误差在2.5%~25%,验证了利用fds研究隧道火灾的结论是可靠的。排烟风速、排烟口间距、排烟口面积设置过大或过小都会影响排烟效果。

结合多个规范,对城市轨道交通区间隧道火灾探测器的设置提出个人见解.

结合工程实例,运用土体、围护结构相互作用有限元计算原理,对基坑开挖时由于土体应力释放和降承压水作用对地铁区间隧道的影响进行了计算分析,并提出降低其影响的建议及措施,可供类似工程参考。

通过1/20小尺寸模型实验对城市隧道火灾组合通风排烟方式下的排烟特性进行了研究.通过对不同纵向风速和不同排烟量下温度和烟气实验结果的分析,表明隧道的顶部排烟量越大,烟气层下降越慢,越有利于隧道内的人员疏散,但是排烟量的增大对降低隧道顶部温度效果不大.根据实验结果可知,对于组合通风方式下的隧道火灾,应先打开顶部排烟口进行排烟,然后开启火源上游风机进行纵向通风,纵向通风风速应控制在临界风速左右.

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。

以钱江水下盾构隧道为研究对象,采用fds5.0对双向均衡排烟模式和50mw火灾规模下、10个不同集中排烟量对隧道火灾烟气控制效果的影响进行模拟计算。对比分析不同集中排烟量下,隧道内排烟阀处竖向排烟风速、排烟阀及排烟风机口处温度、排烟效率、行车道2m高度处能见度、烟气蔓延范围的变化情况。模拟分析表明,集中排烟量对排烟效果影响很大。当排烟量为190m3/s时,可达到较好的隧道火灾烟气控制效果。

为了掌握建筑中庭底部发生火灾时,不同机械送风方式对热烟气运动规律与排烟效率的影响,从而为中庭防排烟设计提供参考,利用大涡模拟(les)数值方法对某商场内的中庭式建筑空间4种机械送风方案对火灾产生的热烟气流场作用效果进行了模拟.通过对结果比较分析后得到,单纯采用侧送风方式会扰乱热烟气,并会加剧烟气向周围平台的扩散和烟气层的下沉;底部采用上送风方式时虽然会在一定程度上缓解烟气层高度的降低,但不能防止烟气在中庭上部分向周围平台的扩散;而采用上送风和侧送风相结合、多个送风口分布的方式不仅能够减缓烟气层高度的下降,同时还可以有效防止烟气向周围平台的扩散,是比较适用于中庭的一种送风方案.

目前,地铁区间隧道的防排烟系统验收已成为地铁工程消防验收工作中的重要一项。本文通过分析典型地铁区间消防验收实例,提出了基于多点风速仪的区间防排烟系统验收方法。

地铁附近的基坑施工是影响区间隧道及地铁车站正常运营的一个重要性因素。若施工方案不当或保护措施不够,很可能引起区间隧道发生过大的不均匀变形。针对基坑开挖对地铁区间隧道的影响评价,本文提出了一种数值方法与解析方法相结合的新方式。首先利用纵向刚度等效和横向刚度等效原则建立了模拟区间盾构隧道的三维等效连续化模型,实现较为精确且方便的三维弹塑性有限元分析;然后采用三次多项式曲线进行拟合,分析基坑开挖各工况下隧道的纵向变形曲率的变化;另外,利用解析推导建立纵向弯矩和管片接头环缝张开量之间的关系,从而实现在三维弹塑性数值模拟结果的基础上结合解析推导的全面评价,为地铁区间隧道的运营阶段保护提供参考。

以郑州地区某临近运营地铁区间隧道的基坑开挖为工程背景,采用数值计算方法,考虑隧道结构-土体-基坑支护结构的共同作用,建立了二维非线性计算模型,分析了建筑基坑开挖对既有地铁区间隧道的受力和变形的影响,并对区间隧道安全性进行了评价。结果表明:随着基坑分步开挖的进行,隧道各点的竖向、水平向位移都在不断的增加,最后开挖步增长速度尤为明显；开挖结束时,区间总位移最大位置发生在隧道靠近基坑的一侧,最大总位移7.9mm,最大水平位移4.8mm,最大竖向位移4.6mm,均在规范允许范围内。

以苏州某建筑基坑与既有地铁盾构区间隧道近接施工项目为背景,利用有限元方法,分析了建筑基坑开挖对既有地铁区间隧道的受力和变形的影响.结果表明:建筑基坑施工过程中隧道发生变形,整个开挖过程中隧道水平位移最大值为4.4mm,隧道竖向位移最大值为2.1mm;基坑开挖过程中地铁区间隧道外侧最大弯矩为60.7kn·m,发生在开挖3#基坑至坑底阶段;上部建筑施工完成后地铁区间隧道变形减小,水平最大位移减小至3.1mm,竖向最大位移减小至1.4mm.

地铁的火灾疏散和防排烟——对上海地铁一号线若发生火灾时的人员疏散、排烟设施及效果进行了分析比较。

以某地铁隧道过江段为研究对象,基于cfd数值模拟方法,采用大涡模拟火灾分析软件fds对相同纵向风速条件下,排烟道内不同排烟风速对地铁列车火灾烟气控制效果的影响进行模拟对比分析,分析结果可为设计单位对在排烟风机的选取提供一定的参考。模拟分析的结果表明,当纵向风速设定为1m/s时,排烟风道内排烟风速为5m/s即能达到较好的地铁列车火灾烟气控制效果。

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.

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。

烟气回流(back-layering)是隧道火灾在纵向风作用下的一种特殊烟气蔓延现象,抑制烟气逆流的临界风速一直是隧道火灾研究的一个热点。本文在分析国内外对纵向通风排烟下临界风速问题研究现状和规范规定的基础上,通过数值模拟和缩尺寸模型试验对临界风速与隧道坡度的关系进行研究,对它们的结果进行对比分析,为公路隧道火灾时纵向通风排烟管理提供参考。

火灾集中排烟模式下,隧道两端射流风机需向隧道内部补充新风,以使排烟区域向火源附近排烟口方向集中,缩小烟气影响范围。从烟气控制效果出发,提出排烟效率、烟气蔓延范围、能见度3个指标作为判定合理机械补风的依据。以某越江隧道工程集中排烟为例,采用火灾动力学模拟软件fds对-2.8%坡度隧道在不同排烟口开启方案(上游3个、下游3个;上游2个、下游4个;上游1个、下游5个)、不同纵向补风风速(0、1、2、3m/s)下的12组火灾工况进行模拟计算。结果表明:纵向补风风速对集中排烟效果影响显著,本隧道区段火灾集中排烟时的合理纵向补风风速为2m/s,小于纵向通风时的临界风速值。

通过对地铁区间隧道和列车火灾发生原因以及区间隧道和列车火灾危险性分析,提出地铁火灾的防范重点应在地铁列车上。应从设计、运营、维护、管理、乘客教育等多方面采取防范措施,做到有效控制火源、限制火灾燃烧条件、完善火灾探测手段,从而降低地铁火灾的发生概率。

纵向通风对隧道火灾烟气层结构及竖井排烟的影响机制研究