城市地下軌道交通樞紐的通風(fēng)與火災(zāi)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(luò)化，地下軌道交通樞紐大量涌現(xiàn)。軌道交通樞紐作為運(yùn)行線路的節(jié)點(diǎn)，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(fù)雜性、乘客量大、火災(zāi)易發(fā)、救助困難等特點(diǎn)，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(yùn)行工況通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的氣流組織分布進(jìn)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(zāi)

2、煙氣的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)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(zāi)煙氣運(yùn)動的研究進(jìn)展進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)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(yīng)用理論分析、試驗(yàn)研究和計算機(jī)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(chǔ)，

3、引入了廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)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(xué)模型。采用計算流體力學(xué)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(xué)模型，以試驗(yàn)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(yùn)行工況下通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和火災(zāi)工況下防排煙系統(tǒng)的流場，重點(diǎn)討論了城市地下軌道交通樞紐的多個單個位置的火災(zāi)工況及兩個位置著火的工況下煙氣運(yùn)動規(guī)律，還對風(fēng)機(jī)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(yùn)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(xì)的闡述，建立城市地下軌道交通樞紐的火災(zāi)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(yùn)動的數(shù)據(jù)信息庫。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)測試地下交通樞紐關(guān)鍵斷面上的速度值和“冷煙實(shí)驗(yàn)”煙氣運(yùn)動規(guī)律與數(shù)值計算的速度值與能見度分布進(jìn)行了定量與定性的分析比較，驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性與正確性。 本課題首次針對大型復(fù)雜的城市地下軌道交通樞紐建立了通風(fēng)空調(diào)氣