地铁标准车站火灾模型实验研究——站台火灾

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1、地铁标准车站火灾模型实验研究——站台火灾本文运用CFD模拟计算的方法，对南方某市地铁标准车站的站台公共区火灾时，分别对自然或机械补风，以及屏蔽门的开启方式对排烟效果和楼扶梯处气流的影响进行研究。关键词：地铁补风屏蔽门站台火灾楼扶梯1．研究的必要性　　在地铁以往的运营线路中，站台火灾时，为尽快排除站台的烟气，将打开一侧全部的屏蔽门，利用区间隧道风机及车站隧道风机辅助排烟。再加上恐慌的情绪，较易造成乘客被从开启的屏蔽门处被挤落至车站隧道因此，为保证乘客疏散安全宜开启尽量少的屏蔽门，且开启的屏蔽门应尽量远离乘客疏散路径，以保证乘客不会被挤落至车

2、站隧道。图1站台公共区客流示意图　　另外车站火灾时人员的伤亡主要是因吸入高温、有毒气体而造成的，为了保障站台火灾时地铁站内人员的生命安全，由于地铁站台的建筑长度远超过宽度和高度，特别是对于地下三层或深埋车站，仅靠出入口进行自然补风，是否能及时有效地排出烟气以及保证楼扶梯口部的风速，因此有必要研究一下是否需要向站台补充一定的补风量。2．站台排烟模式　　我国南方某城市的地铁标准车站公共区每端设置一台组合式空调器和回排风机，排烟风机单独设置。以该市正在进行设计的五号线某一标准车站为例，该站排烟风机烟量约85000m3/h。　　该线路隧道通风系统

3、采用双活塞系统，即车站的两端对应每条隧道各设置一个活塞风井，车站一端有2个活塞风井。车站每端配置2台（共4台/站）60m3/s，900Pa隧道风机，每端配置一台（共2台/站）40m3/s，600Pa的车站隧道风机，变频运行（如图2）。图2隧道通风系统示意图　　站台火灾时，开启大系统排烟风机，关闭站厅排烟风管的风阀，仅对站台进行排烟，同时开启火灾侧全部屏蔽门，开启两端各一台隧道风机及车站排热风机辅助排烟，由出入口自然补风。该站没有专门对站台火灾设置机械补风措施，考虑到在站台补风会造成楼扶梯口处的风速下降，因此研究在站厅利用组合式空调器进行补

4、风的情况。3．屏蔽门开启方案　　为保证乘客疏散宜开启尽量少的屏蔽门，且开启屏蔽门应尽量远离乘客疏散路径。站台公共区两端屏蔽门端门及站台中部附近位于为疏散路径起始处或乘客疏散路径上，乘客较少，以进行对比研究。同时考虑到仅在两端开启屏蔽门，不利于站台中部烟气的排除及中部楼扶梯向下气流的形成，因此，考虑增加开启中部两扇屏蔽门方案，进行研究。　　屏蔽门开启方案为：a.开启一侧两端各一扇滑动门；b.开启一侧两端各两扇滑动门；c.开启一侧两端各三扇滑动门；d.开启一侧两端各两扇滑动门，同时开启中部两扇滑动门；e.开启一侧全部滑动门。4．模拟计算分析本

5、次研究将采用CFD模拟计算方法，采用美国商用FLUENT计算软件，进行三维模拟计算，以研究分析在站厅自然或机械补风的情况下各种屏蔽门开启方案的气流情况。4.1边界条件　　本次研究采用五号线某一标准车站型式，车站为地下两层，站台长度120米，宽度10米，层高4.5米，站厅层高4.6米，设置三个出入口，出入口长度均为26米，分别位于站厅端部。站台两端分别设置一组楼扶梯，中部设置一组楼梯。车站隧道两端分别设置一条16m2活塞风道兼机械排风口，每端排风/烟量60m3/s。车站隧道区域设置轨顶轨底排烟口，排风/烟量40m3/s，轨顶轨底风量之比为6

6、：4。大系统排烟量为85000m3/h，补风量为40000m3/h，补风口位于站厅顶部。图3一端开启两扇屏蔽门模拟计算结果示意图图4一端开启两扇，中部开启两扇屏蔽门模拟计算结果示意图4.2模拟数值分析表1自然补风情况下风速汇总表端部扶梯风速范围(m/s)中部楼梯风速范围(m/s)开启屏蔽门风速范围(m/s)一端开启1扇门0.8~1.30.5~1.01.3~3.3一端开启2扇门1.1~1.90.7~1.21.1~2.8一端开启3扇门1.3~2.41.3~1.90.7~2.4中部开启2扇门1.1~1.81.3~2.00.7~2.3一侧全开1.

7、5~2.31.3~1.90.2~1.5表2机械补风情况下风速汇总表端部扶梯风速范围(m/s)中部楼梯风速范围(m/s)开启屏蔽门风速范围(m/s)一端开启1扇门1.1~1.60.9~1.31.6~3.6一端开启2扇门1.4~2.31.3~1.71.4~3.1一端开启3扇门1.6~2.71.5~2.21.0~2.7中部开启2扇门1.4~2.11.6~2.41.0~2.6一侧全开1.8~2.61.7~2.30.4~1.8　　由表1、2可以看出，自然补风情况下，当一端只开启一扇和两扇屏蔽门时，端部楼扶梯风速范围为0.8~1.3m/s和1.1~1

8、.9m/s，此处仅能形成平均1.1m/s和1.4m/s的稳定向下气流，无法满足规范所要求的1.5m/s的向下气流；一端开启三扇屏蔽门时可形成平均1.8m/s左右的向下气流；而其余几种方式均能形