284-不同纵向风速下隧道排烟效果的比较分析.pdfVIP

不同纵向风速下隧道排烟效果的比较分析 1 同济大学 霍镜涛 张旭 常乐 李世峰 赵文萱 摘要：根据Kennedy 计算公式对采用分段纵向排烟方案的某隧道进行临界风速的计算， 并用建筑火灾模拟软件Pyrosim 进行建模，分析隧道在发生火灾时，不同纵向风速对温度场 分布情况、烟气逆流情况、可视度和排烟口捕集率的影响，得出当隧道发生火灾时，隧道内 纵向风速取临界风速值是合理的。 Abstract: According to the Kennedy calculation formula, the critical wind speed of a tunnel adopting the subsection longitudinal smoke extraction scheme is calculated and modeled by the building fire simulation software Pyrosim. The analysis of the influence of the distribution of the temperature field, reverse smoke flow, visibility and trapping rate of the smoke exhaust outlets in the case of fire in the tunnel shows that when a fire occurs in the tunnel, it is reasonable to take the critical wind speed value for the longitudinal wind speed in the tunnel. 关键词：隧道火灾，数值模拟，临界风速，纵向 0 引言 进入 21 世纪以来，我国公路隧道的建设如火如荼，至2015 年底，已有公路隧道14 006 座，总长12 683.9 km[1] 。而且隧道结构和设施复杂、出入口少、疏散路线长、通风照明条 件差，加之在封闭空间内排烟和散热条件差，隧道内一旦发生火灾，其危害性极为严重。隧 道在发生火灾时，纵向风速的大小对隧道排烟效果影响十分显著。本文以实际隧道工程为依 托，对不同纵向风速下隧道排烟效果进行模拟，比较其在不同纵向风速下排烟效果的差异， 得出最合理的纵向风速。 1 临界风速的计算 由于隧道狭长型空间结构的独特性，隧道内一旦发生火灾，如果不加以控制，造成的后 果将不可估量。1968 年Thomas[2]对临界风速的提出，临界风速成为在隧道纵向排烟中一个 不可忽视的因素。隧道临界风速指当隧道内发生火灾时，能保证烟雾不发生逆流的最小通风 速度[3] 。 1976 年，Thomas[2]首次提出临界风速的概念，并给出临界风速与火源功率三分之一次 方的关系。后来，Kennedy 等[4]考虑了隧道坡度的影响，进一步提出如下的临界风速计算公 式。 Q 1 T +T (2) 3 f ρ⋅C ⋅A ⋅v  g H Q  p c ⋅ ⋅ v 0 KK ⋅   （1） c g  C A T  ρ ⋅ ⋅ ⋅  p f  Q kW C kJ/ kg·K T 其中： 为火源热释放率， ； 在空气在环境中的定压比热容， （ ）； p