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原文传递地铁十字换乘车站烟气蔓延研究

论文题名：	地铁十字换乘车站烟气蔓延研究
关键词：	地铁车站;烟气蔓延;人员疏散;仿真模拟
摘要：	随着城市交通的发展，地铁在许多国家的城市中得到广泛的使用。地铁在给人们出行带来便利的同时，也给人们带来了安全隐患。地铁车站内部密闭性较高，空间狭小且热流密度大，火灾中人员伤亡多数是因为烟气中毒窒息的原因。因此如何快速有效的清除火灾烟气，为人员提供更加安全的逃生环境对于地铁乘客是至关重要的。　　本文针对某拱形“十”字换乘地铁车站，运用火灾动力学软件FDS和人员疏散仿真软件Pathfinder进行火灾数值模拟以及人员疏散仿真模拟，具体研究内容如下：　　通过火灾动力学软件FDS数值模拟方法，模拟负三层站台发生火灾情况下，站台独立排烟模式和联合排烟模式（打开站台屏蔽门，启用隧道排热风机结合站台排烟风机）下5种排烟量对地铁站烟气蔓延、能见度、CO浓度的影响。结果表明，适当的加大站台排烟系统的排烟量可以很好控制烟气的蔓延、改善能见度、CO气体对人员的影响，而过大的排烟量不仅会加大排烟系统的经济投入，还不能够有效快速的排除烟气量；相比较于站台独立排烟模式，联合排烟模式能够减少站台区烟气量，保证人员有更安全的逃生环境。　　通过火灾动力学软件FDS数值模拟方法，模拟负三层站台发生火灾情况下，水喷淋作用下烟气层的流动状态的变化规律、水喷淋系统与排烟系统耦合作用对烟气流动的影响。结果表明，喷淋系统可有效的降低近火源处以及顶棚烟气温度，减少近火源处人员的安全隐患，防止地铁站的结构和组成材料被高温高热环境破坏，但喷淋系统会使得喷淋作用区内烟气温度下降，造成“烟气拥塞”现象，诱发站台区域内火灾烟气沉降，导致站台2m高度处能见度低于10m的区域以及高浓度CO区域增大。　　采用理论分析和数值模拟结合方法研究了负一层拱形站厅发生火灾时，侧部排烟模式下烟气层吸穿的问题以及排烟口位置、排烟量大小对拱形站厅排烟效果的影响，并探讨了站台补风对站厅层机械排烟的影响，结果表明：当排烟口与站厅拱顶的距离在一定范围内时，排烟口开始接触与排除烟气的时间相近；排烟口与站厅拱顶间距的越大、排烟口排烟量越大，火灾发生时排烟口附近烟气层越容易发生吸穿现象，得到排烟口距离拱顶的最佳位置以及最佳排烟风量。建议站厅层发生火灾时，开启站台机械补风或者开启站台屏蔽门，从而为站厅层提供更安全的环境。　　利用人员疏散仿真软件Pathfinder对地铁站不同数量人员疏散到安全区域所需的必要安全疏散时间模拟计算，对火灾模拟软件FDS模拟的站台、站厅火灾各工况下的可用安全疏散时间进行分析，通过必要安全疏散时间和可用安全疏散时间的比较，讨论安全疏散人数。
作者：	姚胜旺
专业：	土木水利
导师：	付海明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东华大学
学位年度：	2022