【摘 要】
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随着城市化的推进,城市的交通运输面临着新的挑战。地铁凭借其便捷、舒适、承载力大等特点成为各大城市缓解交通压力的首选。但随之而来的地铁安全问题不容忽视,由于地铁建筑埋藏深、和外界环境联系的通道少、建筑空间相对密闭,因此比其它形式的建筑发生火灾的危害更大。近年来重大地铁车站火灾事故层出不穷,事故中绝大多数的人员死亡是因吸入有毒烟气窒息。因此,研究地铁车站火灾烟气蔓延的规律对于地铁火灾防治具有十分积极的
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随着城市化的推进,城市的交通运输面临着新的挑战。地铁凭借其便捷、舒适、承载力大等特点成为各大城市缓解交通压力的首选。但随之而来的地铁安全问题不容忽视,由于地铁建筑埋藏深、和外界环境联系的通道少、建筑空间相对密闭,因此比其它形式的建筑发生火灾的危害更大。近年来重大地铁车站火灾事故层出不穷,事故中绝大多数的人员死亡是因吸入有毒烟气窒息。因此,研究地铁车站火灾烟气蔓延的规律对于地铁火灾防治具有十分积极的意义。由于叠岛式地铁车站埋藏更深、断面更狭窄,火灾烟气更易积聚、人员疏散更为困难,一旦发生火灾势必造成更大危害。因此本文以深圳地铁国贸站为研究对象,利用Pyro Sim软件模拟地铁车站在不同影响因素下的能见度、温度和CO浓度的变化,以此探究叠岛式地铁车站地下三层站台发生火灾时,火源位置、挡烟垂壁下垂高度和空气幕出口风速对烟气蔓延规律的影响,以及探究开启排烟系统对空气幕挡烟效果的影响。得出的主要结论如下:（1）火源位置直接影响车站内烟气的蔓延。火源位置在站台端部时,烟气最容易在站台端部大量积聚,最早开始向上层蔓延;火源在站台中间时,烟气扩散最充分,对该层人员的疏散最不利,该情况下,烟气主要沿顶棚在着火层扩散、积聚,在T=270s时着火层2m高度处能见度完全低于10m,能见度下降最快,T=260s时CO浓度均相继超过250ppm,整体CO浓度最高。（2）设计允许范围内,挡烟垂壁下垂高度越大,蓄烟能力就越大,对烟气的阻滞效果就越好。挡烟垂壁下垂高度H=1m时,效果最好:烟气扩散至上层的时间比无挡烟垂壁时延缓了81s;（5）号楼梯通道处温度最高为50℃,比H=0m、H=0.6m时降低约30℃,达到最高温度的时间比无挡烟时推迟120s;（6）号楼梯通道内的CO浓度为300ppm,比H=0m、H=0.6m时下降约200ppm,比H=0.8m时下降约110ppm。（3）空气幕能有效阻滞烟气向上层蔓延,保证楼梯通道内的能见度、温度、CO浓度处于安全范围。空气幕出口风速为6m/s时挡烟效果最好,风速为4m/s时,烟气阻滞效果最差;出口风速为6m/s和8m/s时,空气幕内侧能见度比外侧提高5m、温度降低7℃、CO浓度降低80ppm～160ppm,对高温烟气的阻滞效果显著;出口风速为8m/s时与6m/s相比,在T=220s前挡烟效果略优,但在T=220s后,出口风速6m/s时的能见度比风速8m/s时高5m、温度低4℃、CO浓度低40ppm,挡烟效果更优。（4）单独开启排烟系统比单独启用空气幕的挡烟效果更好;空气幕只能阻滞烟气通过楼梯通道向上层蔓延,对着火层站台的烟气控制无任何效果。空气幕风速过大可能造成气流扰动,加剧烟气的扩散;空气幕可以一直开启,作为火灾前期的阻烟系统对烟气蔓延进行限制,为排烟系统充分发挥作用争取时间,两者搭配使用可以起到更好的防排烟效果。根据本文模拟结果,建议该叠岛式地铁车站应在站台中部重点部署消防灭火设施;挡烟垂壁应在地铁设计规范允许的情况下,尽量设置较大的下垂高度,本文中H=1m时取得了很好的挡烟效果;空气幕对阻滞烟气向上层蔓延具有良好的效果,可以作为火灾前期控制烟气的有效措施,与排烟系统协作应用效果更好,其出口风速设置6m/s为宜。希望本文的研究结果能够为其它叠岛式车站的火灾防治提供一定的参考。图[51]表[7]参[72]
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