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关于地铁中通风模式研究 　　摘 要: 本文主要根据笔者的多年实践经验，针对火灾动力学模拟软件 FDS 对站台中部起火和端部起火两种情况进行模拟，提出了地铁在火灾工况下最优化通风方式。供同行参考。 　　关键词: 地铁车站; 条件; 参数；通风 　　中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号： 　　0 引 言 　　由于地铁站台为人多的公共场所，人流量大，一旦发生火灾事故，人群疏散困难，损失严重。众多的地铁火灾案例统计结果表明，其中 78． 9% 以上的死亡是烟气所致，火灾中烟气成为乘客的致命物质。因此研究地铁火灾时烟气在地铁内的蔓延过程中热辐射、CO 浓度、温度、能见度、烟层高度等的变化情况，合理设计地铁的防排烟系统，对减少火灾损失、保障人员生命安全具有重要的意义。 　　1 案例 　　下文模拟的地铁站台为双层岛式站台。总建筑面积 11305.55 m2，其中站厅层建筑面积 3 887.2 m2，站台层建筑面积 2 553.6 m2。站台风口到站台高度为3.35 m，轨顶排风口距轨面的高度为 4.85 m，站厅层风口高度为 2.9 m。站台长79.509 m，宽20.7 m，高5m。站台东西两侧各有一人行楼梯通过人行通道与外界相连，站台东、西部区域各有一台站台风机，风量为25 m3/ s。南北轨道两侧各有一台事故通风风机，风量为 12.5 m3/ s。 　　1． 1 计算基本参数设定 　　对于地铁站台火灾荷载的大小国内外没有定论，文献认为乘客行李着火时的最大热释放速率不超过 2 MW。考虑到地铁车站火灾发生后车站内部设备及实际进出站人员携带的行李等可能的燃烧物，参考文献，并考虑到人为纵火或其他爆炸物等，本文将火源的热释放速率设为 5 MW，以增加其安全性。 　　火灾发展速度是衡量火灾危险性的一个重要因素，与可燃物的燃烧特性、空间摆放形式、是否有自动灭火系统、火场通风排烟条件等因素密切相关。根据火灾增长系数的值定义了 4 种标准，即慢速火、中速火、快速火和超快速火，分别表示在 600、300、150、75 s 时刻可达到 1 MW 的火灾规模。衣物等被认为符合快速火增长趋势。本文设定火灾按照快速火发展，即火灾增长系数 α =0.046 89，在 327 s 达到 5 MW的热释放速率并维持到模拟结束，如图 1 所示。站内平均???度 20℃。 　　 　　图 1 热释放速率随时间变化曲线 　　边界条件假设: 站体处连通层楼梯至外界出入口处为压力边界，连通走廊末端楼梯为压力边界外，其余部分均为密闭无泄漏，隧道口风速为1 m/s，方向由隧道吹向站台。火灾模拟为动态模拟，模拟时间 0 ～360 s。 　　1． 2 点尺寸设定 　　格点配置运用 LES 方式预测建筑物中火灾产生的浓烟流动与传热问题，其重点在于格点的解析度。模拟对象的格点尺度必须小于一定的尺寸才能使次格点尺度计算模式精确地计算出流场的黏滞应力。火灾烟柱最小长度尺度为火灾特征直径，即 　　 　　式中: D*为火灾特征直径( m) ; cp为空气定压比热容( J/( kg·K) ) ; ρ∞为周围空气密度( kg/m3) ; T∞为环境温度( K) 。若采用 D*为 长 度 尺 寸，为 速 度 尺 度,为时间尺度，T∞为温度尺度，将动量、温度守恒方程式无因次化之后，所有在无黏滞项的物理常数将消失，仅雷诺数与蓝特数出现在黏滞应力项与热传导两项。由此可知，受非黏滞项控制的较大尺度流体运动与火灾特征直径 D*有关。当网格尺寸小于0.1D*时，FDS 可以很好地模拟建筑物发生火灾时的烟气运动; 当网格尺寸小于 0．05D*时可以精确解析火焰区域块中的化学反应及湍流效应，本文中取网格尺寸为 0.1D*。 　　2 地铁站台一端火灾时通风模拟 　　2． 1 场景设置 　　地铁站台端部设置排烟风机的A ～ F 均为站台已设置的排烟风机。 　　2． 2 计算结果及分析 　　根据实际需要，设置以下 6 种通风排烟模式进行模拟。分别为: A，C，E，F 风机排烟( “模式一”) 。A，C，E 风机排烟，D 风机送风( “模式二”) ; A，C，E 风机排烟，不送风( “模式三”) ; A，E，F 风机排烟，C 风机送风( “模式四”) ; E，F 风机排烟，不送风( “模式五”) ;风机全部排烟( “模式六”) 。通过模拟计算结果，分析如下: 　　( 1) 热辐射。2 m 高度处，几种排烟方式的热释放率峰值都均未超过 2． 5 kW，不会对人员造成太大的伤害。相对而言，“模式二”通风方式热释放速率出现峰值的时间最晚，仅有一次峰值出现在 50 s 左右，数值在 2 kW 以上的比较少。 　　( 2) CO 浓度值。2 m 高度处，“模式二”时 CO