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地铁车站火灾烟气的蔓延与控制 | |
作者:吕华 汪莉… 文章来源:中国论文下载中心 点击数 更新时间:2013/7/6 14:55:13 文章录入:web13741 责任编辑:web13741 | |
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如图 3 ̄ 图 5 所示,火源分别设在左、右站厅和中部站台,研究在没有任何机械排烟的情况下,由火焰浮力作用、膨胀力作用和烟囱效应驱动下的烟气蔓延情况。 3.1 左站厅着火无机械排烟 图 3 中,火源处火焰浮力羽流上冲,由于靠近墙壁,空气只能从没有墙壁的方向卷吸进入羽流,致使火焰向左侧墙壁偏斜[4];由于内外温度差导致密度差引起烟囱效应[4],烟气粒子沿着墙壁从左站厅的出口B 排出,没有扩散到站台中部,同时由于火焰羽流上部的膨胀作用和下部的卷吸作用,形成车站上层的向右气流和车站下层的向左气流,并通过右站厅两出口 A 和 C 补气,形成保证人员向右疏散的新鲜气流。出口 A、C 的温度、风速完全可以满足疏散要求。 3.2 右站厅着火无机械排烟 图 4 中,火源处火焰浮力羽流上冲,同样由于靠近墙壁,火焰向右侧墙壁偏斜;由于烟囱效应,大部分烟气粒子沿着墙壁从右站厅的出口通道面积较小的出口 A 排出,没有扩散到站台中部,同样由于膨胀作用和卷吸作用,形成车站上层的向左气流和车站下层的向右气流,并通过左站厅出口 B 补气,形成保证人员向左疏散的新鲜气流。出口 B 的温度、风速完全可以满足疏散要求。 3.3 中部站台着火无机械排烟 图 5 中,火源处火焰浮力羽流竖直上冲,碰到顶棚产生射流,同时由于火焰羽流上部的膨胀作用和下部的卷吸作用,形成车站上层的流向两端的气流和车站下层的流向中间的气流,但下层气流速度较小,由于烟囱效应,热烟气向两端蔓延,注意到大部分烟气粒子向只有一个出口的左厅蔓延,在到达两端的楼梯处发生沉降弥散,笼罩两端楼梯和站厅,结合 图 8,左 右 出 口 的 疏 散 路 径 上 都 不 能 达 到NFPA130 中规定的温度不超过 60℃能见度不低于10m 的要求[5],阻止人员疏散。 4 机械排烟的模拟结果与分析 由前面分析知中部站台着火为最危险的情形,需要进一步研究。如图6~图7所示,火源仍设在中部站台,分别研究排烟风机单独排烟时和加装挡烟装置配合排烟风机排烟时,对火灾烟气蔓延的控制效果。 4.1 中部站台着火有机械排烟无挡烟装置 图 6 中,烟气向两端楼梯和站厅蔓延,在楼梯处被排烟风机排出,但由于三个出口补风形成的气流扰乱了楼梯处的烟气而造成弥散,笼罩楼梯和站厅,影响人员安全疏散。
4.2 中部站台着火有机械排烟有挡烟装置 图 7 中,烟气向两端楼梯和站厅蔓延,由于楼梯上方挡烟装置有效的蓄烟和防止气流扰动,使烟气很好地被排烟风机排出。排烟的同时,需要由三个出口补风,正好形成了延疏散通道经连接站厅站台的楼梯至站台中部的空气流,既阻止了烟气任意蔓延,又保证了人员能迎着新鲜空气疏散。左右出口的疏散路径上的温度、风速可以满足疏散要求,可以看到右端楼梯处风速将近 3m/s。 4.3 有、无机械排烟的能见度对比 图 8 中,右边为能见度标尺,单位 m,中间分别是中部站台着火有、无机械排烟时站厅层 H=1.5m高度处、车站中轴 Y=11m 截面上的 t=300s 的能见度。可以看到无机械排烟时两端楼梯处和站厅的能见度很小,而有机械排烟和挡烟装置时两端楼梯处和站厅的能见度将近 30m,完全能够保证人员安全疏散[5]。
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