城市地下軌道交通樞紐的通風與火災煙氣的數(shù)值模擬研究.pdf

1、城市地下軌道交通已成為解決城市道路交通阻塞和居民乘車難等問題的最有效的途徑，隨著城市地下軌道的網(wǎng)絡化，地下軌道交通樞紐大量涌現(xiàn)。軌道交通樞紐作為運行線路的節(jié)點，起到對乘客的調(diào)節(jié)與分配，以及交通轉(zhuǎn)換的重要作用。鑒于軌道交通樞紐的重要性及自身建筑結(jié)構(gòu)復雜性、乘客量大、火災易發(fā)、救助困難等特點，一方面有必要對影響交通樞紐換乘率、人體的舒適性和能耗等正常運行工況通風空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織分布進行研究；另一方面，對造成人員大量傷亡和巨大財產(chǎn)損失的火災

2、煙氣的運動規(guī)律進行研究，并控制濃煙流動，有效的組織和疏散，對保障人員的生命安全和減小財產(chǎn)損失具有重要意義。 本研究在對城市軌道交通樞紐的發(fā)展歷程、樞紐功能和其環(huán)境控制系統(tǒng)的氣流分布及火災煙氣運動的研究進展進行調(diào)研的基礎上，提出了本文的研究內(nèi)容及方法。本課題以典型的北京東直門地下軌道交通樞紐為研究對象，應用理論分析、試驗研究和計算機數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，根據(jù)地下軌道交通樞紐氣流湍流流動特性，以Navier-Stokes方程為基礎，

3、引入了廣泛應用的標準的k-ε湍流模型，建立用于求解城市地下軌道交通樞紐內(nèi)流場的計算流體力學模型。采用計算流體力學場模擬軟件CFX為計算工具，建立軌道交通樞紐的物理與數(shù)學模型，以試驗測試與“連體模型”計算的結(jié)果為計算邊界條件，模擬城市地下軌道交通樞紐的正常運行工況下通風空調(diào)系統(tǒng)和火災工況下防排煙系統(tǒng)的流場，重點討論了城市地下軌道交通樞紐的多個單個位置的火災工況及兩個位置著火的工況下煙氣運動規(guī)律，還對風機的延遲開啟對煙氣蔓延的影響做了分析，

4、對評價反映軌道樞紐內(nèi)氣流運動與煙氣發(fā)展、蔓延的規(guī)律的溫度、氣流速度和能見度三參數(shù)作了詳細的闡述，建立城市地下軌道交通樞紐的火災工況下任意斷面、任意時刻的溫度場、速度場及煙氣能見度等反映氣流運動的數(shù)據(jù)信息庫。根據(jù)現(xiàn)場實驗測試地下交通樞紐關(guān)鍵斷面上的速度值和“冷煙實驗”煙氣運動規(guī)律與數(shù)值計算的速度值與能見度分布進行了定量與定性的分析比較，驗證數(shù)值模擬結(jié)果的準確性與正確性。 本課題首次針對大型復雜的城市地下軌道交通樞紐建立了通風空調(diào)氣