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某地铁站火灾模拟及排烟方式研究

陈兆强  
【摘要】:地铁作为一种载客量大、快速、准时、环保的城市轨道交通工具,已成为解决城市交通问题的重要手段。然而地铁内空间有限、人员密度大、排烟排热困难,发生火灾事故往往会造成大量的人员伤亡和财产损失。因此研究地铁发生火灾时的烟气控制和排烟优化对避免人员伤亡和减少财产损失具有重要意义。本文针对某市地铁二号线某岛式车站的实际运行现状和防排烟设施,运用FDS软件进行火灾数值模拟和排烟方式研究。研究成果可为车站火灾应急疏散和防排烟优化提供参考。车站疏散预案规定:列车未到站,站台发生火灾时,只需开启车站大系统排烟。本文模拟站台中间位置着火时,车站大系统的排烟效果。结果表明只开启大系统排烟不能完全保障人员安全疏散,需进一步优化排烟方式。于是基于屏蔽门系统的特性,提出站台发生火灾时,车站大系统和车站隧道排烟系统联合排烟的改进方案。根据风机开启方式、屏蔽门开启方式以及上部是否开窗,提出6种具体优化措施。在FDS中设置6种工况,对模拟结果从流场、烟气范围、高度、温度、能见度、CO和CO2浓度等方面进行分析对比。最后确定站台中部发生火灾时,最佳的联合排烟方式为“开启大系统排烟,同时打开站台中间屏蔽门,关闭两端屏蔽门,开启两端隧道风机”。此外,本文还研究了当列车到站时,列车发生火灾的情形。设置4种工况对比模拟轨顶排烟和隧道风机排烟的效果,结果表明打开轨顶排烟比打开隧道风机的排烟效果好,此设置下在7分钟的模拟时间内,站台上的温度值和CO浓度值始终处于安全范围内。因此建议在站台列车发生火灾时优先使用轨顶排烟系统排烟。在对站台火灾和列车火灾的模拟中发现,来自站台连接通道口的送风会形成相对于站台和列车的横向风,对烟气具分割控制作用,本文把完全阻挡住烟气时的风速定义为临界风速,研究临界风速和火源功率之间的关系。发现在在列车火灾情境下,车站现有风机设备条件下连接通道口处临界风速可控制的最大火灾规模为:列车车厢中部5MW,列车左端车厢2MW,列车右端车厢3MW。控制7.5MW规模的火灾烟气,连接通道口处的临界风速应达到3.4m/s。


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