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原文传递基于青岛交叠型群洞地铁车站的防排烟和应急疏散设计优化

论文题名：	基于青岛交叠型群洞地铁车站的防排烟和应急疏散设计优化
关键词：	地铁车站;交叠型群洞;防排烟设计;应急疏散
摘要：	近一二十年来，中国各大城市的地铁建设工程大跃进式地追赶并超越了西方发达国家百余年所走过的建设历程，建设速度和规模长度均位居世界第一位。地铁工程属地下建筑，其结构复杂，空间相对较小且封闭，内部还设有声光电系统设备，此外，地铁车站人员密度相对较大，一旦出现火情，站内必然拥挤现象严重，人员疏散难度极大，加之火灾产生的有毒和高温气体也为人员的逃生带来了阻碍作用，甚至是对人员的生命造成威胁。目前国内地铁车站大多为标准车站，标准站具有相似的建筑结构、平面布局和规模尺寸，因此国内大部分车站的防排烟设计以及消防疏散设计都是类同的。但是每个城市的地铁建设中因地质结构、换乘方式、居住布局等因素的影响下都会存在一些特殊的车站，这些非标准车站的防排烟设计和应急疏散设计就需要单独计算和研究。国内针对于特殊结构形式的非标准车站的防排烟及消防疏散设计综合考虑较少，大部分仅考虑了单一专业，未将火灾烟气流动，疏散路径、疏散行为、特殊车站结构形式等多专业问题统筹考虑，缺少整体深入分析，当基础条件变化时，防排烟及消防疏散设计也相应变化，需要有针对性地进行建筑疏散及防排烟设计，防止在火灾发生后，简单的通用型火灾应对方案不能及时有效地应对火灾救助而造成较大损失。根据非标准车站结构类型和个性布局所进行的建筑疏散和防排烟设计，对于延长人员的安全疏散时间和营造安全乘车环境具有重要意义。　　本文主要以非标准车站中交叠型群洞这一特殊类型的地铁车站的防排烟设计和应急疏散设计为研究目标，通过此类车站在火灾场景下的烟气流动规律及乘客疏散方式、路径作为研究对象，在调查研究过程中采用多种手段和方法，尤其结合火灾动力理论、烟气流动特性、烟气层平均温度以及防排烟评价标准的耦合研究进行综合分析，结合青岛市地铁在建某交叠型群洞地铁车站为实例展开研究。　　一、首先根据车站客流组织形式、机电装修设备材料属性、列车车体属性以及土建结构材料的燃烧特性，对着火原因和产生的热量、有毒物质、可见度等进行理论基础分析，以此确定车站的火源工况参数、场景参数、边界条件等前置模拟参数，然后利用Pyrosim火灾仿真软件建立车站的物理模型，运算模拟地铁车站火灾时烟气流动、蔓延规律以及不同火灾场景下站厅站台的烟气温度、能见度及CO浓度的变化趋势，通过模拟结果总结得出不同场景下人员实现安全逃生的可用安全疏散时间；　　二、根据Pyrosim火灾仿真软件对火灾场景以及关键监测点的烟气蔓延模拟结果，利用人员疏散软件Pathfinder针对车站站台楼梯口火灾和列车中央火灾两种火灾场景在最高峰客流量时人员疏散情况进行模拟研究，模拟并得出所有人员在高峰期客流量的情境下不同场景下的安全疏散路径以及人员逃生的安全时间，通过模拟结果总结得出车站实现乘客安全疏散所需要的必要疏散时间；　　三、比较Pyrosim火灾仿真软件得到的可用安全时间与Pathfinder人员疏散软件得到的必要疏散时间可得出，各疏散路径上的必要疏散时间均小于可用疏散时间，可以保证乘客能够完成安全疏散。但是在局部的最不利点，完成疏散的时间超过600s，无法满足规范所要求的最低疏散时间360s，因此需要对局部进行防排烟设计优化、火灾联动模式提升或者建筑疏散设计优化，以便满足规范所规定的最低疏散时间要求。　　四、此结论对青岛市交叠型群洞地铁车站的防排烟设计方案、建筑疏散设计方案以及火灾联动模式的完善提出了合理性建议，为后续同类型地铁车站的防排烟设计及消防疏散设计提供参考依据。
作者：	曹岩华
专业：	建筑与土木工程
导师：	胡松涛;李刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2021