体浓度增长迅速，同时排热烟条件差烟量较大，热量聚集快，内部温度上升快，人员的疏散方向与烟气扩散方向都是出入口，所以地铁隧道火灾极易造成群死群伤事故。例如，年月，英国伦敦国王十字地铁站发生大火，造成了人死亡，人受伤年月阿塞拜疆巴库地铁列车火灾，造成人死亡，伤人年月日韩国大邱地铁人为纵火案，造成人死亡，人受伤。图韩国大邱地铁火灾地铁隧道火灾与地面建筑或其它地下建筑火灾相比有它特殊的性质，它与外界的联系主要为出入口，人员密集，排烟困难，因此与地面建筑火灾相比具有更大的危险性。地铁车站及区间隧道深埋于地下，环境封闭，人员密集，通风疏散困难，旦发生火灾就可能引发大规模的群死群伤事武警学院本科毕业论文设计第页共页故。因此，地铁火灾成为备受关注的话题，如何有效控制地铁火灾，如何组织地铁火灾时的人员疏散成为安全科学领域的重要研究课题。其中区间隧道安全问题也受到各国专业人士的关注，隧道通风问题成为各国学者研究的个重要方面。国内外地铁火灾研究概况国内外地铁火灾统计国外地铁运营历史从世纪年代至今长达两个多世纪，在此期间建有地铁线路的国家均发生过不同原因引发的地铁火灾，并造成了巨大的人员伤亡和财产损失。年间国外地铁重大火灾情况汇总如表所示。表年间国外地铁重大火灾情况汇总时间地点火灾原因及后果年月美国旧金山电路短路引发大火，死亡人，伤人年月法国巴黎乘客车厢电路短路引发大火，烧毁节车厢，伤人年月美国费城变压器火灾引起爆炸，伤人年月德国汉堡车厢座位着火，燃烧节车厢，伤人年月英国伦敦丢弃的未熄烟头引发大火，死亡人年月俄罗斯莫斯科电路引起火灾，死亡人年月德国波恩操作失误引发火灾，无人员伤亡，车辆报废年月美国纽约传动装置故障引发火灾，伤人，节车厢报废年月美国纽约大火燃烧了，烧毁节车厢年月英国伦敦电路短路引起火灾，伤人，烧毁节车厢年月德国慕尼黑电路着火，辆车被毁，伤人散，最后在建筑物的维护结构壁面处随着烟气沿壁面下降，并形成回流跟随着由隧道口补入的冷空气向站台中部扩散。因此，本文在模拟的过程中，只取隧道的半进行分析。图为无通风条件下隧道内浓度随时间的变化分布情况。武警学院本科毕业论文设计地铁隧道火灾烟气控制及临临界风速研究摘要随着城市现代化的发展，地铁在城市的重要作用越来越突出，越来越多的城市都在拟定地铁发展规划，继续扩大和兴建地铁。由于地铁处在地面以下，在地铁区间隧道内，空间相对封闭疏散条件差。区间隧道火灾具有火灾蔓延快温度上升快浓烟积聚不散人员疏散困难以及火灾扑救困难等特点。旦发生区间隧道火灾，就容易造成重大伤亡和损失，产生大的社会影响。所以地铁隧道火灾与地面火灾相比有着更大的危险性。本文以地铁隧道火灾烟气为主线，在地铁隧道通风及防排烟模式研究的基础上，着重讨论了不同火源功率纵向通风情况下，能够有效控制火灾烟气回流的临界风速。利用数值模拟技术研究了隧道发生火灾时，隧道内烟气的蔓延规律温度和的分布情况。对的隧道火灾进行模拟。通过模拟结果分析，得出对于的火灾，当送风速度不小于时可以有效控制烟气回流，对于的火灾，当送风速度不小于时可以有效控制隧道内的烟气回流。关键词地铁隧道火灾通风模式临界风速数值模拟武警学院本科毕业论文设计武警学院本科毕业论文设计目录中文摘要英文摘要目录引言国内外地铁火灾研究概况国外地铁火灾统计隧道火灾造成人员伤亡的原因隧道火灾研究现状本文主要研究内容及意义地铁隧道火灾的主要研究方法案例研究实体实验模型实验数值模拟地铁隧道火灾通风形式及临界风速地铁隧道通风形式自然通风形式机械通风形式地铁隧道临界风速的确定临界风速临界风速的确定地铁区间隧道火灾模拟及结果分析简介模拟参数设置区间隧道建筑结构及建模火源功率的选取临界风速的确定隧道火灾模拟与结果分析地铁隧道火灾蔓延过程武警学院本科毕业论文设计隧道火灾临界风速确定隧道火灾临界风速确定结论参考文献致谢武警学院本科毕业论文设计第页共页引言随着社会经济和城市建设的高速发展，城市地面交通日趋紧张。作为城市交通运输重要设施之的地铁，以其快速经济节约地面空间等特点得到了飞速的发展。目前国内已有北京上海广州南京天津深圳等座城市地铁线路投入运营，武汉大连苏州长春杭州等城市正在规划建设之中。目前在建和规划建设的城市轨道交通线路多达条以上，到年将形成总运营里程达以上的规模。城市地铁的建设，促进了国民经济的发展，缓解了城市交通压力，为人们的出行带来了方便。但在地铁运营过程中，设备故障或人为的原因可能会使车辆电器设备和旅客行李等着火引文件和程序的关系，般使用和的典型步骤为图软件中数据文件和程序的关系图模拟参数设置区间隧道建筑结构及建模地铁区间隧道根据修建方法和形状不同分为明挖矩形隧道和暗挖马蹄形隧道，根据线路的不同分为单线和双线隧道，各隧道结构如图所示。鉴于软件网格划分的限制，选择直线段单线矩形隧道对区间隧道进行建模，隧道长度选取，宽，高。网格大小为，总网格数个。隧道火灾计算模型如图所示。图明挖矩形隧道武警学院本科毕业论文设计第页共页图暗挖马蹄形隧道图地铁隧道建模图火源功率的选取地铁内的可燃物可分为列车车厢火灾乘客行李火灾站内报亭或垃圾箱火灾以及恐怖分子人为放火等。根据燃烧物质的不同，其火灾荷载即热释放速率是不同的。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。地铁列车般根据列车可燃物能释放的总热量和估算的火灾持续时间来计算其平均热释放速率。国外多数研究大都采用，且重点研究的火灾情况。美国的和英国的加拿大的，和等学者均对系列不同结构的地铁系统在下的火灾工况进行了相应的研究。但随着地铁列车制造工艺不断提高，新型列车车厢可燃材料的使用已大幅降低，如香港新机场线的列车燃烧热放速率已降低至。对于国内新投入运行的地铁车辆，由于其结构都是不燃或阻燃材料组成，车辆着火时热释放速率可以取左右。中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室的钟委霍然等根据座椅燃烧放热数据及车厢内座椅引燃规律，对于老式车辆发生火灾时的热释放速率进行了估算，认为其最大热释放速率仅能达到。因此，对于列车车厢火灾，武警学院本科毕业论文设计第页共页本文选取和作为节车厢火灾的最大热释放速率。本课题主要研究地铁火灾时的烟气流动规律以及火灾时车站内的各种参数变化和防排烟条件下的气流组织情况，在不同火源位置设置面火源，火源大小为利用软件所带的可燃物数据库，选择其中的聚氨酯却烟气开始下沉。在时烟气基本充满了隧道的每个角落，这充分说明在没有防排烟设计的情况下火灾烟气蔓延的速度非常快。武警学院本科毕业论文设计第页共页隧道内温度分布隧道发生火灾时，在无通风的条件下，烟气的蔓延过程呈对称性分布。因此，本文在模拟的过程中，以火源点为中心，只取隧道的半进行分析。图无通风条件下温度分布图为不同时刻隧道内的温度分布图。从图中可以看出温度的分层现象十分明显，高温烟气在整个火灾过程中主要聚集在隧道上部空间。随着火灾过程的发展，以火源中心高温区逐渐向四周扩展，烟气温度逐渐下降。时，火源上方的温度在以上，随着距离火源位置的增加，由于冷空气的掺混和壁面结构的冷却，烟气温度逐渐下降。在离开火源时烟气温度降至以下。时，随着烟气的扩散温度逐渐下降，在离开火源时烟气温度降至以下。图米高度处不同时刻温度变化图给出了在位于隧道内高度处，距离火源中心不同距离不同时刻隧道内温度变化曲线。从图中可以看出，随着距离火源位置的增加，隧道内的温度逐渐降低，时由于火源热释放速率较低，因此隧道内的温度较低，除火源上方外都在以下，随着火势的发展隧道内温度武警学院本科毕业论文设计第页共页逐渐上升。当时，在距离火源中心处的温度为，之后开始下降，在处降至，在处温度又上升至后又开始下降，在处又下降至后又开始上升，在处温度又上升至，之后开始持续下降，在处温度下降到最低。图距离火源中心米处不同高度温度变化图给出了在距离火源中心处，不同时刻隧道中心截面，不同高度的温度变化曲线。从图中可以看出，随着火势的发展，烟气层逐渐下降。由于在烟气和冷空气交汇的地方温度会发生突然的升高，因此可以判定，距火源处，和时烟气层大概在。时烟气层大概在。时烟气层大概在。当时，在距离隧道底部处的温度为，之后开始上升，在处上升到，之后持续下降，在距离隧道底部处的温度为。隧道内浓度的分布的扩散过程与烟气的扩散过程是致的，跟随着烟气以火源为中心向四周扩散，高浓度的烟气主要聚集在高度以上空间。这主要是伴随着烟气向四周扩作为可燃物，表列出了聚氨酯的热物性及其特性参数。表燃料参数表参数符号参数含义单位聚氨酯燃料的摩尔质量氧气的理想化学当量分数二氧化碳的理想化学当量分数水蒸汽的理想化学当量分数燃料转化为氧化碳的质量分数燃料转化为烟粒子的质量分数临界风速的确定地铁设计规范规定当区间隧道发生火灾时，应能背着乘客疏散方向排烟，迎着乘客疏散方向送新风。因此当列车在区间隧道运行过程中发生火灾且列车不能运行到前方车站而停在隧道内时，列车司机将根据列车所停位置组织乘客疏散，同时通过通信系统向控制中心和车站报告列车灾情和多数乘客的疏散方向，控制中心根据情况确定相应的隧道通风系统火灾运行模式。隧道通风系统火灾运行模式和乘客疏散如图所示。图隧道通风系统火灾运行模式和乘客疏散方向武警学院本科毕业论文设计第页共页根据隧道通风系统火灾运行模式和乘客疏散方向，选择纵向通风模式作为研究对象。那么要有效地控制烟气的蔓延，保证人员顺利疏散，就需要合理的选择临界风速。本文根据公式和图确定临界风速，同时出于安全考虑分别以前两者中的大值的和作为安全系数对和的火灾确定临界风速，如表所示。表不同火源功率对应的临界风速火源功率临界风速公式计算查图所得安全系数