地鐵站臺(tái)火災(zāi)煙氣擴(kuò)散與控制的區(qū)域模擬.pdf

1、城市地鐵火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，對(duì)于地鐵站臺(tái)的設(shè)計(jì)以及地鐵火災(zāi)的評(píng)估、撲救和預(yù)防都有重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。本文通過(guò)數(shù)值模擬方法，對(duì)城市地鐵火災(zāi)煙氣的運(yùn)動(dòng)和控制進(jìn)行了分析和研究。首先，對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于地鐵火災(zāi)煙氣的運(yùn)動(dòng)和控制的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與綜述。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用區(qū)域模擬的基本思想，即：將每個(gè)房間分為相對(duì)較熱的上層煙氣與相對(duì)較冷的下層空氣，且假定各個(gè)區(qū)域內(nèi)部各物理參數(shù)均勻一致，運(yùn)用質(zhì)量守衡原理、能量守衡原理及理想氣體定律，針對(duì)每一個(gè)房間建

2、立了地鐵車(chē)站火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)的物理模型，導(dǎo)出了煙氣運(yùn)動(dòng)的控制微分方程組?；馂?zāi)各分過(guò)程，如：燃燒化學(xué)、羽流、頂棚射流、水平孔道流、豎直孔道流、對(duì)流換熱、導(dǎo)熱及輻射換熱通過(guò)方程組的源項(xiàng)體現(xiàn)出來(lái)。采用C.W.Gear提出的剛性穩(wěn)定的常微分方程組數(shù)值解法來(lái)求解方程組。針對(duì)某雙層地鐵站臺(tái)，分析了火災(zāi)危險(xiǎn)臨界條件，根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)臨界條件，分別計(jì)算了火源附近人員撤離時(shí)間、站臺(tái)人員撤離時(shí)間和站聽(tīng)人員撤離時(shí)間，然后確定了地鐵火災(zāi)的安全疏散時(shí)間，作為衡量不同防排

3、煙方案效果好壞的判據(jù)。為達(dá)到較好的計(jì)算精確度，車(chē)站被劃分為24/28個(gè)計(jì)算區(qū)間，利用CFAST軟件分別計(jì)算了站臺(tái)中部和端部火災(zāi)時(shí)，在有無(wú)阻擋和噴淋及送風(fēng)的多種不同組合工況下的煙層溫度、高度、濃度跟隨時(shí)間的變化規(guī)律。研究了在地鐵站臺(tái)設(shè)立機(jī)械排煙及排煙口位置、機(jī)械送風(fēng)、噴淋裝置以及擋煙墻對(duì)煙氣運(yùn)動(dòng)的影響。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，提出了相應(yīng)的控制地鐵火災(zāi)煙氣蔓延及有利于人員撤離的最佳方案。結(jié)論就是：不論是站臺(tái)中部還是端部火災(zāi)，只有噴淋、擋煙垂壁、樓