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原文传递地铁隧道非单一火源火灾时期排烟效果模拟研究

论文题名：	地铁隧道非单一火源火灾时期排烟效果模拟研究
关键词：	多火源火灾;机械排烟;烟气逆流;地铁隧道
摘要：	近年来地铁发展迅速，在便利市民出行的同时也带来了一系列城市安全问题。地铁易发生洪涝、火灾、坍塌等灾害，其中火灾发生次数最多，危害性最为严重，而有毒烟气是造成人员死亡的主要原因。地铁车站由于人员密集且内部空间相对封闭，易成为恐怖袭击的目标，存在多点起火的隐患。国内外学者曾对地铁火灾时期排烟模式作了大量研究，但主要集中在单点火源火灾场景，鲜有对非单一火源点火灾场景的研究，基于此，本文重点对地铁发生双点火源火灾时期排烟模式展开研究。　　本文以宁波某车站为研究对象，假设车站两不同地点同时发生火灾，采用FDS火灾模拟软件对站台-站台、站台-轨行区、轨行区-轨行区双点火源火灾场景下排烟模式进行数值模拟研究，本文主要研究了屏蔽门和隧道风机 TVF联动排烟对地铁车站火灾烟气控制效果和对乘客安全疏散的影响。　　为确定出各火灾场景下的最优排烟模式，本文选取了站台温度场、速度场、能见度、CO浓度等能反应排烟效果的一些参数进行分析。模拟结果表明地铁发生站台-站台双点火源火灾时，宜开启火源附近局部屏蔽门和隧道风机 TVF，采用“全排式”排烟方法辅助排烟；地铁发生站台-轨行区双点火源火灾时，宜开启火源附近局部屏蔽门并利用隧道风机TVF辅助排烟；地铁发生轨行区-轨行区双点火源火灾时，宜关闭站台非着火侧屏蔽门并开启非着火侧隧道风机 TVF与着火侧 TVF联动辅助排烟。在最优机械排烟模式下能保证站台层安全高度处温度低于65℃，疏散线路能见度大于10 m、CO浓度低于225 ppm，楼梯口处能形成向下稳定的大于1.5 m/s的风速，最有利于乘客安全疏散。　　除站台、轨行区火灾外，区间隧道也会因电缆或列车故障引发火灾，本文主要对火灾时期烟气逆流现象进行分析。首先研究了单点火源火灾场景，发现烟气逆流长度与纵向风速成反比关系，烟气逆流长度随纵向风速的增加而减小，且纵向风速越小烟气逆流距离增加的幅度越大；烟气逆流长度随火源功率的增加而增加，但随着火源功率的增加烟气逆流长度增加的幅度逐渐越小，当火源功率大于12.5 MW时，烟气逆流长度随火源功率变化不明显。并利用量纲分析方法，得出烟气逆流长度与火源功率、纵向风速等物理量的并且根据模拟数据，拟合出了单火源烟气逆流长度预测公式。　　为进一步研究双火源火灾时期烟气逆流规律，本文基于上述单火源烟气逆流长度预测公式的推导过程，对双点火源火灾烟气逆流现象进一步分析。研究发现双火源间距越大，烟气逆流长度越短，无量纲烟气逆流长度d*与距离影响系数β成幂函数关系；双火源功率越大，烟气逆流长度越长，双火源比例系数k与火源功率影响系数α成对数函数关系。引入参数α和β对单火源公式加以修正得到双火源烟气逆流长度预测公式。并且将公式预测值和模拟值进行对比，发现预测公式预测结果较为准确。
作者：	韦存祥
专业：	安全科学与工程
导师：	戚绪尧
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国矿业大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文