基于超细水雾作用下的地铁站台空间抑烟技术研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文基于超细水雾作用下的地铁站台空间抑烟技术研究专业：供热、供燃气、通风及空调工程硕士生：成劲光指导老师：侯立安院士李安桂教授摘要地铁作为一种便捷的交通工具为城市人群的出行带来诸多便利。然而地铁火灾事故却时有发生，对人们的生命财产安全构成严重威胁。研究表明，火源燃烧产生的高温烟气是导致逃生人员伤亡的主要因素。站台层一般位于地铁空间的底层，环境封闭且散热条件差，火灾发生在站台空间时，烟气在其内部大量蔓延并通过楼梯井向上流动，导致着火空间环境极其恶劣。传统的烟气控制以通风方式进行防排烟，然而随着技术的进步，人们对烟

2、气控制提出更高的要求。研究表明，超声波雾化可以产生粒径小于50μm的水雾颗粒，并提出其在火灾空间应用的可行性。本文旨在探究超细水雾作用下的烟气分布特征，为选择合理的防排烟方式提供一定参考价值。在分析国内外常见的地铁站台空间构造的基础上，对其进行适当简化，建立了地铁站台及与之相连的楼梯井火灾试验模型。通过超声雾化方式获得超细水雾，并设计了一种超细水雾发生装置。在火灾模型内部布置了一系列K型热电偶用以研究火灾烟气特性。研究了超细水雾作用的顶棚下火灾烟气温度纵向分布特征以及楼梯口位置的烟气层高度。结果表明，超细水雾可以高效、迅速降低烟气温度

3、，其作用下的烟气温度纵向分布可分为两个区域：温度衰减区和温度稳定区。温度衰减区内的烟气温度随着与火源距离的增大而降低，温度稳定区内的烟气温度接近环境温度。试验过程发现楼梯口位置的烟气层高度变化较小。探究了雾化量、驱动气流速度、施加超细水雾时间以及火源位置等因素对烟气特性的影响。结果表明，雾化量增大能够有效降低温度衰减区以及楼梯口位置的烟气温度，纵向温度衰减趋势变缓。驱动气流速度增大过程中温度衰减区范围缩小，当速度大于1.0m/s之后温度衰减区范围不再缩小。燃烧初期施加超细水雾的效果西安建筑科技大学硕士学位论文较好，烟气发展稳定阶段施加

4、超细水雾的时间对烟气温度无明显影响。火源与超细水雾入口之间距离缩短过程中烟气最高温度降低。超细水雾对烟气扩散有一定阻隔作用。通过在站台空间设置局部圆柱体障碍物，探究了障碍物存在条件下的火灾烟气特性。结果表明，超细水雾同样可以抑制障碍物遮挡下的火灾烟气并且未引起烟气层高度的显著变化。但是抑制效果由于障碍物的存在而被削弱，与同等条件下无障碍物情形相比，温度衰减区内以及烟气最高温度普遍升高。增大雾化量或提高驱动气流速度可以减小障碍物的影响。试验中的局部障碍物位置对纵向烟气温度分布影响可以忽略，但楼梯口竖向最高烟气温度升高。关键词：超细水雾；

5、地铁站台；温度衰减；烟气层高度2西安建筑科技大学硕士学位论文ResearchonSmokeSuppressionTechnologyinSubwayPlatformBasedonUltra-fineWaterMistSpecialty:Heating,VentilationandAirConditioningName:JinguangChengSupervisor:AcademicianLi’anHouProfessorAn’guiLiAbstractWiththemodernizationofthecity,thesubwayasa

6、convenientmeansoftransportbringsconveniencetothepeopleofthecity.However,subwayfireaccidentshaveoccurredfromtimetotime,whichseriouslythreatenspeople'slives.Studieshaveshownthatthehigh-temperaturesmokegeneratedbythefireisthemainfactorleadingtothecasualties.Theplatformisge

7、nerallylocatedatthebottomofthesubwayspace,whichenvironmentisclosedandtheheatdissipationconditionsarepoor.Whenthefireoccursintheplatformspace,thesmokegasspreadsintheinteriorandflowsupwardsthroughthestairwell,whichbringsmanyunfavorablefactorstotheevacuationofpeople.Thetra

8、ditionalmethodsofsmokepreventionandsmokeexhaustmainlyusetheventilationstrategytocontrolthesmokegas.However,wit