縱向通風(fēng)對(duì)隧道火災(zāi)煙氣層結(jié)構(gòu)及豎井排煙的影響機(jī)制研究.pdf

1、在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，城市化進(jìn)程正平穩(wěn)有序地進(jìn)行，為了降低區(qū)域人口增長(zhǎng)帶來(lái)的交通壓力，地下空間的開(kāi)發(fā)使用便成為城市發(fā)展的重要方向。近幾年來(lái)，全國(guó)各城市修建大量城市公路隧道以及地鐵隧道，為人們的交通出行帶來(lái)極大便利。但隨之而來(lái)的是，城市中各種隧道存在的火災(zāi)隱患以及已經(jīng)出現(xiàn)的火災(zāi)事故給隧道消防工作的開(kāi)展帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。在火災(zāi)事故中，因吸入煙氣窒息死亡的人數(shù)比例達(dá)到85％，對(duì)于隧道火災(zāi)，煙氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究以及高效排煙模式的選擇對(duì)降低火災(zāi)

2、事故損失、救援工作的開(kāi)展具有重要意義。盡管前人已在此方面進(jìn)行研究，但隧道中縱向風(fēng)作為一重要邊界條件，在其影響下的煙氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律，豎井區(qū)域流場(chǎng)、溫度場(chǎng)結(jié)構(gòu)，豎井排煙效率與無(wú)通風(fēng)時(shí)有很大不同。
　　因此本文通過(guò)進(jìn)行理論分析，開(kāi)展小尺寸實(shí)驗(yàn)以及全尺寸模擬實(shí)驗(yàn)，研究在縱向通風(fēng)影響下的隧道火災(zāi)煙氣熱分層以及不同邊界條件對(duì)豎井排煙的作用規(guī)律，主要內(nèi)容為以下幾個(gè)方面:
　　1、煙氣熱分層及其判定方法對(duì)比。通過(guò)開(kāi)展理論分析以及小尺寸實(shí)驗(yàn)，對(duì)隧

3、道火災(zāi)中煙氣在不同風(fēng)速影響下的熱分層現(xiàn)象及其變化規(guī)律、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行研究:對(duì)于5.73 kW火源，縱向通風(fēng)風(fēng)速達(dá)到0.0961 m/s時(shí)煙氣層穩(wěn)定性開(kāi)始被破壞，在風(fēng)速超過(guò)0.226 m/s時(shí)完全紊亂。隧道火災(zāi)煙氣層界面高度在縱向通風(fēng)影響下為下降再升高，2.30kW、5.74kW、9.18kW三種火源功率，其風(fēng)速拐點(diǎn)分別為0.485 m/s、0.629 m/s、0.629 m/s。對(duì)不同熱層判定方法結(jié)論進(jìn)行對(duì)比分析:對(duì)于N系數(shù)法，建議N取值

4、為30;低風(fēng)速下可考慮無(wú)量綱溫度法;浮力頻率法判定結(jié)果偏低。
　　2、對(duì)縱向通風(fēng)影響下的豎井排煙煙氣卷吸情況進(jìn)行分析，采用小尺度實(shí)驗(yàn)研究縱向通風(fēng)對(duì)隧道豎井區(qū)域煙氣流場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及吸穿現(xiàn)象的影響規(guī)律。對(duì)于低高度豎井或縱向通風(fēng)較大的工況，會(huì)出現(xiàn)外界冷空氣自豎井頂部卷吸進(jìn)入豎井內(nèi)部的現(xiàn)象，影響煙氣排出。在吸穿臨界條件的判定中，無(wú)量綱數(shù)Fcritical=1.5在無(wú)風(fēng)條件下尚可適用，但在縱向通風(fēng)條件下不再適用，而Ri'Fcritical=1.