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城市交通隧道火灾人员疏散及风险评估
| 论文题名： | 城市交通隧道火灾人员疏散及风险评估 |
| 关键词： | 城市交通;隧道火灾;人员疏散;交通隧道;数值模拟软件;温度分布;火源功率;风险评估;火灾风险;温度竖向分布;疏散时间;坡度;隧道内;烟气;评估模式;浓度扩散;模拟结果;火灾场景;公路隧道;人员安全疏散 |
| 摘要： | 城市地下公路隧道是一种新型的城市地下交通系统，通常位于城市繁华地带，具有出入口多，连接横通道复杂，坡度明显，车流呈现城市交通峰谷变化的特点。该系统火灾风险性高，需要可靠的人员疏散方案以及合理的风险评估模式。本文主要研究城市公路隧道火灾温度场、烟气浓度场发展状况，探索隧道火灾人员疏散方案和火灾风险评估模式。 首先采用数值模拟软件FDS4.05建立城市交通隧道局部全尺寸模型，分别对5MW、10MW的火源功率情况下，隧道无坡度和5％倾斜坡度的火灾场景进行数值模拟。结果表明，在宽8m高5m的拱形横截面隧道中，当火源功率为5MW时，火源上方温度竖向分布呈现两个温度峰值，而当火源功率为10MW时，火源上方温度竖向分布只在隧道拱顶处出现温度峰值；纵向温度分布总体趋势受火源功率影响较小，火源功率的增大只影响近火源区域的温度分布；纵向温度分布和烟气浓度分布受隧道坡度影响较大，当隧道有5％倾斜坡度时，火源两侧温度分布出现不对称，下坡向温度及烟气浓度扩散受限，上坡向温度、烟气浓度扩散加强。 然后应用数值模拟软件Steps建立城市交通隧道疏散模型，借鉴其他类型建筑物疏散模拟的设置条件，当隧道内发生火灾时，分别对不同车辆密度、人员密度和水平隧道、5％倾斜坡度隧道六种工况的疏散情况进行了数值模拟研究，结果表明，城市交通隧道内必须安全疏散时间主要取决于人员的行走速度，疏散过程中几乎不存在排队拥堵等现象，总体疏散时间就是最不利位置上行动能力最差的人员撤离隧道着火区间的时间。从理论上计算所得必须安全疏散时间也充分验证了上述的数值模拟结果，并在此基础上总结了简单的城市交通隧道火灾时人员疏散分析的理论预测与验证模型。 最后以城市交通隧道火灾场景的数值模拟结果和隧道内人员安全疏散的分析结果为基础，借鉴一般性的火灾风险评估理论，初步探索了城市交通隧道火灾风险评估的思路和模式：将城市交通隧道车辆人员特征、潜在火灾危险源、交通流特征进行定量化数值处理，分析城市交通隧道发生火灾的原因、可能性大小和不同程度的火灾后果，根据上述风险评估内容的数值化处理制定相应的风险控制策略。 |
| 作者： | 付成云 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李炎锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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