城市地下快速道路火灾通风模式研究

发布时间：2017-06-03 10:18

  本文关键词：城市地下快速道路火灾通风模式研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国城市内机动车数量迅速增长,其使用数量已经超出了城市中现有道路交通的承载能力,缓解城市地上交通压力已经刻不容缓。城市地下快速道路既可以快速疏散过境交通,缓解中心城区路网压力,又可以节省人们的出行时间,但隧道火灾发生的危险增加。隧道内一旦发生火灾,由于空间封闭狭小,烟气难以及时控制,后果往往是十分严重的,因此对城市地下快速道路火灾预防进行研究具有非常重要的意义。本文采用实验和数值模拟方法对隧道火灾的排烟模式进行了研究。完成了一系列隧道火灾实验,对火灾时隧道内的温度分布和烟气蔓延沉降进行了测量和观察,结果表明,通风对温度和烟气分布影响很大;使用FDS模拟软件对不同通风排烟方式下的隧道火灾进行了数值模拟,分析了在常规通风条件下火灾现场温度、能见度及烟气分布,结果表明,常规通风不能满足隧道火灾时的通风排烟要求;模拟了顶部排烟道半横向方式下排烟口风速对排烟效果的影响及不同火灾规模时所需排烟量大小,结果表明,排烟口风速对排烟效果影响不大,排烟量对烟气控制效果有显著影响。在20MW、10MW和5MW火灾热释放率下的排烟量应分别不小于110m3/s、100m3/s和70m3/s;半横向方式对烟气分布具有显著的影响;对纵向通风方式下不同火灾规模的临界风速进行了研究并对纵向通风排烟方式进行了分析,结果显示,在5MW、10MW和20MW火灾热释放率下的临界风速分别为2m/s、2.5m/s和3m/s,纵向通风方式在正常交通情况下发生火灾能满足要求,但是在交通堵塞状态,应采用顶部设排烟道的半横向排烟方式。
【关键词】：城市地下道路 隧道火灾试验 数值模拟 FDS 半横向排烟 排烟风速 排烟量 临界风速 纵向通风
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U492.83
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-12
• 1.1 课题研究背景7
• 1.2 隧道火灾的特点7-8
• 1.3 国内外研究现状8-10
• 1.4 本文的主要研究内容及方法10-12
• 第2章 隧道火灾理论分析及通风控制计算模型12-21
• 2.1 火灾的基本理论12
• 2.1.1 火灾的分类12
• 2.1.2 火灾燃烧的过程12
• 2.2 火灾热释放率（HRR）12-17
• 2.2.1 火灾热释放率研究现状12-14
• 2.2.2 热释放率函数研究14-16
• 2.2.3 热释放率的确定16-17
• 2.3 隧道火灾通风控制计算模型17-20
• 2.3.1 隧道通风的基本假设17
• 2.3.2 实验隧道物理模型17-18
• 2.3.3 隧道火灾通风数学模型18-20
• 2.3.4 边界条件设定20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 隧道火灾实验研究及模型验证21-34
• 3.1 模型实验隧道概况21-22
• 3.2 模型测点布置和实验工况22-23
• 3.3 实验工况23-24
• 3.4 实验结果及分析24-32
• 3.4.1 温度分布24-28
• 3.4.2 烟气分布28-32
• 3.5 数值模拟与隧道火灾实验对比32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第4章 常规通风条件下隧道火灾研究34-40
• 4.1 通风系统设计34-35
• 4.1.1 稀释CO浓度所需通风量及风速34
• 4.1.2 稀释烟雾所需通风量及风速34-35
• 4.1.3 稀释异味所需风量及风速35
• 4.2 常规通风条件下火灾数值模拟35-39
• 4.2.1 物理模型及参数设定35-36
• 4.2.2 温度场分析36-38
• 4.2.3 烟气场分析38
• 4.2.4 能见度分析38-39
• 4.3 本章小结39-40
• 第5章 顶部设排烟道半横向排烟数值模拟40-59
• 5.1 隧道火灾的排烟设计40-41
• 5.2 模型及模拟条件41-42
• 5.2.1 物理模型41
• 5.2.2 模拟条件41-42
• 5.3 排烟口风速大小研究42-48
• 5.3.1 排烟口风速对烟气的影响42-44
• 5.3.2 排烟口风速对温度的影响44-48
• 5.4 不同规模火灾排烟量大小研究48-55
• 5.4.1 20MW火灾排烟量研究49-52
• 5.4.2 10MW火灾排烟量研究52-54
• 5.4.3 5MW火灾排烟量研究54-55
• 5.5 半横向排烟方式分析55-57
• 5.6 本章小结57-59
• 第6章 纵向排烟数值模拟研究59-74
• 6.1 回流现象和临界风速60-61
• 6.2 城市地下道路火灾临界风速数值模拟61-68
• 6.2.1 物理模型建立及模拟条件设置61
• 6.2.2 模拟结果分析61-68
• 6.3 纵向通风排烟分析68-70
• 6.4 纵向排烟与半横向排烟效果对比70-73
• 6.4.1 烟气蔓延范围对比71
• 6.4.2 温度分布对比71-72
• 6.4.3 能见度分布对比72-73
• 6.5 本章小结73-74
• 结论与展望74-76
• 参考文献76-79
• 致谢79

【参考文献】

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本文编号：417907