基于溫度和CO影響下的公路隧道火災人員逃生研究.pdf

1、在研究隧道防災、救災、以及人員逃生時，火災的初始增長階段對于確定隧道內的溫度增長、煙霧擴散、人員逃生以及救援位置是非常重要的。在隧道火災中，人員除了要遭受高溫氣體對呼吸道的傷害，還要受到火災產(chǎn)生的有害氣體的傷害。目前，國內外在研究失火隧道內溫度、煙氣生成等參數(shù)時，大多針對不同的火災場景給出了恒定的熱釋放率，這樣雖然能夠簡化計算，使結果偏于安全，但是無法模擬出火災增長和衰減的實際過程。另外，在研究人員逃生時，不少文獻只是采用了恒定的溫度和

2、CO濃度的逃生條件，顯然也存在瑕疵。
　　 本文首先參考了國內外相關文獻，在分析目前國際上多種熱釋放函數(shù)優(yōu)缺點的基礎上，以長安大學楊濤給出的火災熱釋放函數(shù)為基礎，采用數(shù)值模擬方法，研究了不同環(huán)境風速和不同火災規(guī)模時公路隧道的火災溫度場和煙霧濃度場。
　　 其次，在文獻提出的的修正克拉尼溫度逃生條件的基礎上，根據(jù)火災煙霧中一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、氰化氫等對人體的傷害機理，將FED失能模型作為隧道火災時有害氣體逃生條件

3、，首次將溫度和煙霧對人員的共同傷害引入隧道火災的逃生中。
　　 再次，以廈門翔安海底公路隧道為對象，采用數(shù)值模擬方法，詳細地研究了隧道火災發(fā)生后，在不同入口風速、不同火災規(guī)模、不同火源位置以及射流風機、橫通道、豎井的開啟時的隧道內的壓力分布、流場分布、溫度場分布以及煙霧濃度場分布，得出了火災時隧道內不同區(qū)域溫度和煙霧的傳播分布規(guī)律。最后，根據(jù)人員極限忍受溫度與忍受有害氣體的時間，給出了不同隧道風速、不同火災規(guī)模時隧道內人員逃生的

4、區(qū)域和可安全逃生的距離。
　　 本文的主要結論有：
　　 (1)首次同時考慮溫度和有害氣體對人體的傷害，并將其應用在隧道火災的逃生研究中；
　　 (2)選擇包含時間變化的熱釋放函數(shù)，采用數(shù)值模擬方法研究不同情況時隧道內的溫度場和煙霧場，得到如下結論：
　　 ①同一時刻各特征點的溫度隨火源距離的增加而降低，且降低的幅度是逐漸減小的。隧道內除火源處外，其他特征點的最高溫度都出現(xiàn)在較晚的時刻，與火源處最高溫度的

5、出現(xiàn)時間相比，有一個時間延遲；
　　 ②火災發(fā)生后，隧道內縱向溫度分布呈三段式分布特征：在火區(qū)下游開始一小段距離范圍內，溫度明顯低于分布在兩側的“兩側高溫段”的溫度。隨后接下來的一段距離發(fā)展為中心區(qū)域溫度比兩側溫度稍高些的“中心高溫段”。最后剩下的至出口范圍溫度分布才趨于均勻的“均勻段”；
　　 ③針對廈門翔安海底隧道而言，當火災規(guī)模為20MW時，應取不小于3m/s的火災控制風速，當火災規(guī)模為30MW時，應取不小于4m/