地鐵隧道自然通風火災試驗及模擬計算分析研究.pdf

1、地鐵建設迅速發(fā)展過程中，節(jié)能和防災成為我們關注的焦點問題。在地鐵區(qū)間隧道頂部開孔，利用地鐵列車運行產生的“活塞風”進行自然通風換氣是一種可能的通風技術手段。列車在自然通風隧道內發(fā)生了火災，如何控制火災煙氣擴散以保證人員安全疏散，是值得深入研究的課題。本文針對地鐵自然通風模式進行了火災模型試驗研究，并采用FDS軟件和大渦模擬方法對地鐵區(qū)間自然通風隧道不同工況條件下的火災通風情況進行數(shù)值模擬研究。
　　 采用1/15縮尺比模型和Fr

2、oude模擬方法，對地鐵自然通風段火災通風進行了模擬試驗。在不同火源熱釋放率下，對寬度一定的通風孔在不同間距、長度和高度下進行了模擬試驗，試驗對隧道煙氣溫度分布和通風孔的煙氣溫度、流量進行了測量。試驗結果表明：火源位置所在的兩通風孔之間的區(qū)域煙氣濃度和溫度都很高，煙氣主要集中在第一個通風孔排出，之后濃度和溫度都急劇降低；隨著通風孔間距增大，通風口排煙的溫度和流量降低；通風孔長度、高度和有、無列車模型對隧道內的溫度和排煙效果影響較小。

3、r>　　 采用火災數(shù)值模擬軟件FDS(Fire Dynamics Simulation)和大渦模型(LES)對隧道火災進行模擬，將數(shù)值模擬結果與試驗結果進行對比驗證。結果表明，地鐵自然通風火災模型試驗結果與數(shù)值模擬結果吻合較好，表明FDS軟件可以用于地鐵自然通風火災的模擬分析。
　　 通過對火災通風隧道環(huán)境控制標準和火災熱釋放率的分析，得出了隧道火災環(huán)境控制的四個參數(shù)：隧道頂壁煙氣溫度、隧道人員高度處的溫度和CO濃度及人員高度

4、處的能見度；火災熱釋放率在模擬時間取峰值10MW。主要控制標準為人員高度能見度，當隧道內人員高度能見度大于8.4m時，其余三個參數(shù)均滿足逃生要求。
　　 采用FDS對不同開孔條件下隧道內煙氣擴散的規(guī)律進行詳細的計算分析，計算通過隧道開孔的煙氣流量，對自然通風時火災的安全性進行分析和評估，得出了滿足防災要求的、合理的通風孔開孔條件。并由計算結果分析認為，孔間距低于80m時，滿足人員安全要求的最小孔長隨著孔間距減少有陡降趨勢，在人員