地铁站台火灾排烟通风模式分析

1、地铁站台火灾排烟通风模式分析的设计及分析。利用cfd技术，通过计算机求解流体流淌所遵循的控制方程，可以获得流体流淌区域内的流速、温度、组分浓度等物理量的具体分布状况，从而指导和优化设计。本次模拟采纳的是由清华高校建造环境与设备讨论所开发的通风三维流淌、传热与燃烧的数值模拟软件stach-3，其曾应用于地铁隧道区间的火灾模拟分析，其模拟结果在火源附近以外的区域均与实测结果有较好的吻合2。 2 讨论对象物理模型 2.1 站台结构 讨论对象为一单层侧式站台，有效空间中长120m，宽16.8m，高4.65m，其断面暗示图1所示。站台有四个出入口。 图1 站台断面暗示图 2.2 站台通风系统 本站台利用

2、机械通风来保持站台合适温度，带走负荷。正常环控工况下，站台两端上方各设1台轴流风机（可反转）向站台送风，2的示；同时各设有1台轴流风机负责从站台地板下空间抽取排风，形成了站台端部集中送风、站台地板下空间作为回/排风道，匀称排风的站送、站排的通风形式。每台风机风量为60m3/s左右，全压1000pa。 图2 站台正常工况通风系统暗示图（平面图） 当站台发生火灾时，将利用正常工况下的集中送风口作为集中排烟风口用法，由车站进出口时风。此时，通过阀门的切换，可以将正常工况下的回风机与送风机并联运行，通过原集中送风口将站台的烟气准时排向地面。邻近站台的通风系统与此站台全都。 2.3 火源强度设定 火灾强

3、度的合理设定向来是地铁火灾工况模拟分析中的难点。目前因为权威的实测数据，所以在本次模拟计算中参考了国内其他地铁设计采纳的火灾强度，为10.5mw。 3 可能的通风模式 站台发生火灾时主要依赖的是布置在站台两端的正常工况下的集中送风口举行排烟，因为排烟口的集中布置，不同的风机运行模式对通风排烟的效果相差很大，而且列车发生火灾位置不同也会有很大的影响。因此需要针对不同的火灾发生位置，讨论如何合理调动站台的四台风机，以保证有最大的平安区和平安疏散通道，让乘客和工作人员平安撤离火灾现场。利用cfd软件模拟火灾发生时的气流场和温度场，为讨论和分析合理的风机运行模式提供了有利的手段。 根据我国的地下铁道设

4、计规范3基本要求，考虑列车两种位置（列车头部、中部）发生火灾的状况，分离制定了站台防排烟系统的可能运行模式，如表1所示。在这些运行模式中，只考虑邻近区偶尔者站台的风机联合工作，其他区偶尔者站台风机运行工况影响较小，可以不予考虑。图3为模拟站台列车火灾采纳的物理模型。4 分析与研究 对于站台火灾问题，选取最佳的通风方式首先应当满足两个基本原则，1）从进出口来的风要保证一定的速度，以有效压制烟气的蔓延，保证人员撤离通道平安。2）尽可能不要让烟过多蔓延进入周围隧道，否则这将会为后期周围隧道烟气处理带来棘手。根据上述的原则，首先对上述两种火灾工况下的各种模式举行比选。对于火灾工况1，模式1.3和模式1

5、.4都因为邻近的区偶尔站台排风机的作用，使得从出入口进来的新奇气流快速被隧道带走，同时也将带走大量的烟气，虽然进出口风速很大，排烟效果却不好。对于模式1.1和模式1.2，后者从出入口和隧道的来流风速大约是前者的2倍，而且在模式1.2中出入口平均风速达到2.3m/s，越发平安。 图4和图5比较了模式1.1和模式1.2的三维温度场在站台人头部水平高度的断面的分布状况，从图中可知，因为隧道主要靠在站台两端的风口排烟，而且火源在列车中部，所以在站台中心温度高，聚拢了大量的热量和烟气。相反，在出入口到站台两侧，新奇气流较多，相对来说是比较平安的区域。对照模式1.1和模式1.2，可知模式1.1因为从进出口

6、来流风量不够，不能有效带走聚拢于站台中心的热量和烟气，导致在出入口到站台两侧的区间温度和烟气浓度均较高，这样在囫囵站台的平安区域就几乎没有，给人员的逃命带来极大的危急。而模式1.2因为从进出口的风速比较模式1.1提高了一倍，能较有效带走热量和烟气，能形成较大的平安区域，相对而言更有利于乘客逃命和救生人员开展灭火救灾工作。以上分析解释，对于工况1通风模式1.2是最优的。 对于工况2，模式2.4进出口风速过低，首先舍去。模式2.5，有一定量的烟气蔓延到右边隧道，也不行取。比较模式2.2和模式2.3，后者从进出口和左边隧道的来流风速都高于前者，虽然模式2.3会有少量的烟气蔓延到右边隧道中，但综合比较

7、模式2.3是更好的计划。 图6和图7比较了模式2.1和模式2.3的三维温度场在站台人头部水平高度的断面的分布。从图中可知，因为火灾发生在列车的头部，所以产生的高温烟气能很快从接近火源的端部风口快速排出。对于这种送排风系统的地铁站台，列车头部（尾部）发生火灾是比中部的平安区域，而模式2.3的平安区域大于模式2.1，更有利于乘客逃命。以上分析解释，对于工况2通风模式2.3是最优的。 5 结论 综上所述，针对本文讨论的单层站台列车火灾问题有以下几点结论： 1） 发生火灾事故时候，风机的启停和转动方向均应按照火灾发生的实际状况来确定，不同的通风方式，其效果可能相差很大。利用cfd的模拟分析软件，可以直观有效地推断通风方式的优劣。 2） 假如列车中部发生火灾，建议实行模式1.2的通风方式，即站台两端的四台风机均作排风用法。 3）假如列车头部发生火灾，建议实行上述所述的模式1.3，即逼近火灾一侧开启两台排风机，另一端两风机均关闭；同时开启一台邻近火灾的区间风机或者站台风机排风。 本实例选取