地铁火灾场景设计探讨论文

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1、地铁火灾场景设计探讨论文地铁火灾场景设计探讨论文地铁火灾场景设计探讨论文地铁火灾场景设计探讨论文地铁火灾场景设计探讨论文地铁火灾场景设计探讨论文地铁火灾场景设计探讨论文　　1典型火灾场景的设定方法　　火灾场景是一类特定的火灾,其主要反映在两个方面:一是对于一个具体建筑物需要考虑的火灾场景数量不能是无穷多个,即不可能把所有的场景穷举出来,它应是一个有限的集合,一般是把可能最不利,危害后果最大的典型情况作为火灾场景的集合;二是火灾场景不是真实火灾,它是在对大量的,已发生的火灾数据的统计基础上,集成抽象出来具有典型特征的特定火灾,因

2、而其具有一系列严格、规整的火灾发生、发展的演进条件[3]。　　典型火灾场景就是在具体建筑中针对几个危险性较大的功能单元,根据火灾的双重性特点,考虑在该位置发生局部火灾后的火灾发展特性。评价火灾发展特性的重要参数是火灾过程的热释放速率变化。在性能化防火设计中,常采用t2模型来描述火灾过程的热释放速率随时间的变化。　　Q=αt2(1)　　式中:Q———火源热释放速率,kW;　　α———火灾发展速率,kW/s2;　　t———火灾发展时间,s。　　火灾发展速率的计算一般需要综合考虑可燃物、墙及吊顶材料的作用来完成。在NFPA的分类中,

3、将火灾的发展分为极快、快速、中速和缓慢4种类型。表1给出了不同火灾发展级别的火灾发展速率,以及与典型可燃材料的对应关系。　　2地铁火灾场景设计的原则　　火灾场景的选取通常采用最不利的原则,即根据火灾危害较大与火灾最可能发生的情况来选取火灾场景,但在实际操作过程上,设计者往往不能事先完全判断出哪一个火灾场景危害较大或最可能发生的情况来选取火灾场景[3,4]。但在实际操作过程上,设计者往往不可能完全判断出哪一个火灾场景危害较大或最可能发生,所以在确定火灾场景时应全面科学合理的筛选,以避免由于设计者本人对火灾规律认识的局限性,导致选

4、取的片面性。一般设计的原则包括以下3个方面:　　(1)客观反映真实火灾。火灾场景的设计虽然不能完全重复真实火灾场景,但必须能够对真实地铁火灾的主要特点作出描述,不能用某种统一的模式来反映所有真实火灾。　　(2)突出火源特性,具有代表性。根据地铁火灾的实际状况,确定其火源形式,进而通过对火源的全尺寸实验或者建立数学模型来研究,找出地铁火灾的火源特性,并且这种火源特性能够代表最一般的火灾特性,以适应地铁火灾研究。　　(3)充分考虑地铁的建筑结构,使用功能以及环境等因素的影响,将这些不同的影响因素作为火灾模型的边界条件结合到火源特性

5、的研究中去,以体现地铁火灾发展和蔓延的特点。　　3地铁火灾场景的确定　　在地铁火灾场景进行确定过程中,要以火源特性为基础,结合建筑结构、使用功能、环境因素等边界条件,确定地铁火灾场景中的可燃材料物性、火灾荷载、起火点位置等。　　地铁火灾荷载的确定　　火灾荷载是指涉火空间内所有可燃物燃烧所产生的总热量值。火灾荷载越大,发生火灾的危险性越大,需要防火的措施越多[2]。一般情况下,用热释放速率随时间变化的曲线来表示。　　地铁火灾荷载的确定需要考虑两个方面:一是固定荷载,考虑地铁车厢本身的可燃物,主要包括列车车体的地板、窗体、墙壁及天

6、花板材料,座椅及装饰材料;二是移动荷载,考虑旅客携带的行李物品。地铁内的人员流动非常大,难以统计所有可燃物的荷载分布,世界各国对于地铁火灾荷载的确定没有明确表述,以美国NFPA130而言,并无可供参考的数值。　　固定荷载　　有关地铁列车火灾的热释放速率仅有很少的公开数据,主要原因是开展列车火灾的全尺寸实验非常困难。国外发达国家对于此问题的研究大都采用5～50MW,且重点研究10MW情况的火灾实验。如美国的Miclea和Mckinney,英国的Rhodes,加拿大的Slusarczyk,Sinclair和Bliemel等学者均对

7、一系列不同结构的地铁系统在10MW下的火灾工况进行了相应的研究[4]。香港周允基教授在常用交通工具火灾中给出地铁火灾的热释放速率峰值约为35MW,地铁车辆火灾后25min时相应的热释放速率变化范围在8～13MW[5]。　　中国矿业大学程远平教授给出了实验测得列车车厢火灾的热释放速率[6-8]。由地铁车厢实验测定参数,运用氧消耗原理计算得到的地铁车厢火灾热释放速率的计算结果如图1所示。从图1中可以看出一节车厢火灾的最大热释放速率为,3节车厢火灾的最大热释放速率为。为了比较地铁列车火灾发展的快慢,图1中还给出了火灾模型中快速和超快

8、速火灾发展的热释放速率曲线,从该图可以看出地铁列车火灾的发展速度接近火灾模型中的超快速火灾。　　冯炼在模拟计算中采用的列车火灾热释放速率峰值为[9]。根据我国相关的轨道交通工程安全预评价报告,地铁列车车厢发生火灾后的热释放速率峰值一般可取为,并设为快速增长t2,则火灾将在38