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地铁隧道中活塞风对防排烟系统的影响研究

吴显超  
【摘要】:地铁系统作为现代大都市的标志性工程,其火灾既有地下火灾特点又有隧道火灾特点。地铁运行过程中会产生活塞风,尤其是近年来,地铁多次提速和缩短发车时间,更是加剧了活塞风作用,增大了火灾风险。为了更好的保障人员安全,本文着重分析了活塞风对地铁火灾烟气流动和排烟系统的影响。 首先调研了历史上发生的地铁火灾,结合国内外对地铁隧道火灾的全尺寸实验研究,总结了地铁火灾的特点,并给出了地铁隧道性能化设计中设计火灾的相关参数值。为了分析地铁隧道中活塞风的规律,采用了流体动力学理论分析,ANSYS CFX软件模拟和北京市某地铁现场实测三种方式进行了研究。其次总结了地铁隧道防排烟系统的设计要求。针对自然排烟,参考了相关规范及工程经验,提出了地铁采用自然排烟设计的要求。针对机械排烟,分别从横向排烟和纵向排烟两种方式介绍了防排烟系统的设计方法。并给出了一个隧道防排烟系统设计的实例及其验收测试结果。再次采用STEPS软件模拟了地铁隧道中发生火灾时人员的疏散状况,乘客从开始疏散到全部撤离列车区域需要10min以上,说明了在纵向排烟系统设计中严格控制临界风速阻止烟气回流的必要性。最后以地铁区间隧道中最常采用的纵向排烟系统为例,针对一节车厢长列车,分列车着火和隧道电器着火两类场景,分析了规范中规定的2m/s临界风速在活塞风作用下的可靠性,进而给出了将纵向排烟系统设计中临界风速提高到3.5m/s的优化建议。


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