基于地铁交错车站的大空间建筑火灾防排烟技术研究

发布时间：2019-08-11 21:06

【摘要】：地下大空间建筑迅速发展,给火灾防排烟设计提出了新的挑战。城市地铁车站多建于地下,属于特殊的人员密集地下大空间建筑,一旦发生火灾,地下车站内的烟气往往难以快速有效排除,易造成重大人员伤亡及经济损失。关于地铁车站等地下大空间的烟气控制有许多问题有待于进一步研究。本文采用模型试验和数值模拟相结合的方法,基于西安地铁2号线行政中心空间交错车站(该站由四部分层组成:穹顶、地下一层站厅、地下二层站台、地下三层站台,站厅层和站台层公共区的面积分别达3240m2、2520m2),深入研究了地下大空间火灾防排烟控制技术。本文主要研究内容如下:首先,地下建筑的火灾烟气可通过楼梯间向上层扩散,使上层充满烟气影响人员疏散,阻碍了人员逃生及救援。针对这一现象,在楼梯间进口处采用了单层单吹式空气幕和挡烟垂壁两种挡烟方案,对比分析了其防烟效果的差异。研究表明单层单吹式空气幕的防烟效果较好,分析了各参数对空气幕防烟效果的影响,并对单层单吹式空气幕进行了改进。基于改进的多层式和对吹式空气幕,深入分析了烟气流动控制特性和防烟效果。其次,站台层着火时,楼层间的压力差会加速烟气在楼层间的扩散速度。为有效地排除烟气,提出了“自然补风+机械通风”方式。车站出入口可作为自然补风风口,机械通风分别采用了三种不同的模式:(1)地下二层机械排烟(ME);(2)地下二层机械排烟及地下一层机械送风(USME);(3)地下二层机械排烟地下一层和地下三层同时机械送风(USMEBS)。分析对比了各通风方式对防排烟效果的影响。研究表明,“自然补风+USME”具有较好的排烟效果,并对其风口布置、通风量等参数进行分析。最后,分析了站厅层着火时的排烟方式,提出利用穹顶采用复合通风的方式进行排烟。将自然通风和不同模式的机械通风相结合,找到一种效果最佳的复合通风方式,并讨论各参数对排烟性能的影响,将其进行了优化研究。该研究为铁安地铁2号线行政中心站及其它在建车站的防火排烟设计提供了理论依据。
【图文】：

（a） （b） （c）图1.1 大空间建筑（a）西安行政中心地铁换乘站；（b）大都会歌剧院；（c）鸟巢体育馆地下大型建筑在地铁、地下水电工程中广泛应用[3-5]。新建成投入使用的纽约市最大的地铁换乘枢纽纽约地铁富尔顿换乘中心，九条地铁线路在该换乘站交汇，实现人员换乘，，车站设有27个入口，站内的零售和商业办公空间达6.6万平方英尺，每天换乘人数达30万人次，堪称纽约地铁的“中央车站”。该地铁换乘枢纽建设历时10年，耗资14亿美元[4]。伊泰普水电站主坝是现在世界上同类型坝中最高的水电站。主坝是混凝土双支墩空心重力坝，长度达1064米

的绝对温度、所有送风口的面积。由模拟结果可知，对展厅一层机械排烟，二层自然排烟后，即使一层发生火灾，二层人员仍可安全逃生。图1.2 展厅2楼自然排风设计[37]
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU998.1

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本文编号：2525518