论文地铁火灾研究手段

分析了地铁火灾的发生原因，较为详细的归纳了地铁火灾事故的特点及危害，鉴于此提出了预防地铁火灾事故的有效措施，通过这些措施的实施，减少了地铁火灾事故的发生。关键词:地铁;火灾;特点;预防措施地铁建筑不同于一般的地下建筑，结构复杂而且封闭，大量电气设备聚集，一旦发生火灾将会给人民生命财产和社会造成严重危害。因此加强地铁消防安全是发展地铁事业必须要做的一项重要工作，在此方面虽然已取得了许多成果，但仍有大量问题需要进一步研究与解决，除了进行地铁隧道消防设计的优化研究外，对于地铁隧道火灾、烟气模型，隧道火灾试验方法以及隧道内驾驶人员和疏散人员的行为等问题也应进行深入的研究与探讨。1地铁火灾的特点地铁不同于地面交通运输方式，它是通过挖掘的方法获得地下建筑空间，只有地铁车站出入口通道与地面相连通，没有其他外部空间。不像地面建筑有门窗等可与大气连通，由于构造上的特殊性，发生火灾时主要有以下特点: 烟气和热量排放难度大。 地面建筑发生火灾时近80,的烟气可以通过破损的门窗扩散到大气中，而被土石包裹的地下隧道，烟气和热量无法扩散，温度骤然升高，这些流动性很强的有毒烟气和热量会在隧道内四处流窜，短时间内充满整个地下空间。研究证明隧道内发生火灾时人员的存活条件为:人体所处环境温度不高于80?;空气含氧量不低于l5,(体积比);二氧化碳含量不大于5,(体积比)。因此隧道内产生的大量有毒烟气和高温会给现场遇险和救灾人员带来极大的生命威胁。 地下光线不足。隧道内没有自然采光，完全依靠人工照明，火灾发生后正常电源被切断，采光靠事故照明和疏散标志指示灯，此

1 引言在地铁火灾事故中，造成人员极大伤亡的主要原因在于火灾烟气控制系统没能有效地控制烟气蔓延以及没能有效地组织人员疏散。我国规范虽然对地铁烟控系统有要求，但烟控系统的有效性和经济性很难估量，因此运用性能化设计的思想，借助火灾研究领域得到较好应用的 FDS (Fire DynamicsSimulator)模拟地铁车站的三维烟气流场，对地铁车站火灾烟气的蔓延情况及烟气控制系统对烟气的控制效果进行研究，提出性能化的地铁烟控系统模式。2 模型建立 几何模型本文针对北京地铁某典型车站的结构形式，如图 1 所示：下层的岛式站台通过两端的楼梯与上层两端的站厅连接，一端站厅有一个出口 B 通道通向室外地面，另一端站厅有两个出口 A、C 通道通向室外地面。出口 A、B 的通道截面均为 4m×3m，出口 C 的通道截面为 5m×3m。整个车站长 163m，宽 ，中部站台高 ，两端站厅高3m。连接站台和站厅的两个楼梯上方的顶棚下设有 高 L 型的挡烟装置 SBW (Smoke BlockingWall)，并各有两个 1m×1m 的机械排烟口 SEG(SmokeEvacuateGate)。 数学模型采用美国国家标准局(NIST)建筑与火灾研究实验室(BFIL)开发的火灾动态模拟软件 进行数值计算,基本方程如下[1]：连续方程：采用混合分数燃烧模型和大涡湍流模型 LES(LargeEddySimulation),设定火源为稳定庚烷火，热释放功率 5MW。采用 LES 模型允许的最大网格尺寸为火灾特征直径 的 1/10[1],由前面条件设定得 D*=，故网格尺寸取 ，为提高模拟准确度，火源和风机处局部加密取 ，整个车站计算区域的总网格数为 82236 个。 边界条件三个出口连通外界大气，外界 1 个标准大气压，温度 20℃。每个机械排烟口风量 55m3/s。由于隧道中部的区间风机离车站较远，风阻较大，有关实测其对站台风速一般小于 1m/s[2],故忽略其对车站火灾烟气的影响，另外也没有考虑外部风和列车活塞风的影响。 有效性验证将只有左端两个排烟口排烟时现场实测的各截面上风速平均值与同样工况下的 FDS模拟结果比较，如图2所示，二者相吻合，因此用FDS在上述设定条件下可以较好的反映火灾烟气流场的真实情况。3 无机械排烟的模拟结果与分析图 3￣ 图 7 中,左边为温度标尺，单位℃；右边为速度标尺，单位 m/s。中间分别是站厅层 H= 高度处，车站 中 轴 Y=11m 截 面 上 的 t=60s、180s、360s 时的烟气 粒 子 分 布 和 温 度 场 (temp)，速度场(vel)。温度场中的黑点是用来显示烟气运动情况的烟气跟踪粒子。其中 为人眼特征高度[3]。《 地铁设计规范》中要求6min内将人员撤离站台，因此重点研究了360s时能否满足疏散要求的情况。如图 3￣ 图 5 所示，火源分别设在左、右站厅和中部站台，研究在没有任何机械排烟的情况下，由火焰浮力作用、膨胀力作用和烟囱效应驱动下的烟气蔓延情况。 左站厅着火无机械排烟图 3 中，火源处火焰浮力羽流上冲，由于靠近墙壁，空气只能从没有墙壁的方向卷吸进入羽流，致使火焰向左侧墙壁偏斜[4]；由于内外温度差导致密度差引起烟囱效应[4]，烟气粒子沿着墙壁从左站厅的出口B 排出，没有扩散到站台中部，同时由于火焰羽流上部的膨胀作用和下部的卷吸作用，形成车站上层的向右气流和车站下层的向左气流，并通过右站厅两出口 A 和 C 补气，形成保证人员向右疏散的新鲜气流。出口 A、C 的温度、风速完全可以满足疏散要求。 右站厅着火无机械排烟图 4 中，火源处火焰浮力羽流上冲，同样由于靠近墙壁，火焰向右侧墙壁偏斜；由于烟囱效应，大部分烟气粒子沿着墙壁从右站厅的出口通道面积较小的出口 A 排出，没有扩散到站台中部，同样由于膨胀作用和卷吸作用，形成车站上层的向左气流和车站下层的向右气流，并通过左站厅出口 B 补气，形成保证人员向左疏散的新鲜气流。出口 B 的温度、风速完全可以满足疏散要求。 中部站台着火无机械排烟图 5 中，火源处火焰浮力羽流竖直上冲，碰到顶棚产生射流，同时由于火焰羽流上部的膨胀作用和下部的卷吸作用，形成车站上层的流向两端的气流和车站下层的流向中间的气流，但下层气流速度较小，由于烟囱效应，热烟气向两端蔓延，注意到大部分烟气粒子向只有一个出口的左厅蔓延，在到达两端的楼梯处发生沉降弥散，笼罩两端楼梯和站厅，结合 图 8，左 右 出 口 的 疏 散 路 径 上 都 不 能 达 到NFPA130 中规定的温度不超过 60℃能见度不低于10m 的要求[5]，阻止人员疏散。4 机械排烟的模拟结果与分析由前面分析知中部站台着火为最危险的情形，需要进一步研究。如图6～图7所示，火源仍设在中部站台，分别研究排烟风机单独排烟时和加装挡烟装置配合排烟风机排烟时，对火灾烟气蔓延的控制效果。 中部站台着火有机械排烟无挡烟装置图 6 中，烟气向两端楼梯和站厅蔓延，在楼梯处被排烟风机排出，但由于三个出口补风形成的气流扰乱了楼梯处的烟气而造成弥散，笼罩楼梯和站厅，影响人员安全疏散。 中部站台着火有机械排烟有挡烟装置图 7 中，烟气向两端楼梯和站厅蔓延，由于楼梯上方挡烟装置有效的蓄烟和防止气流扰动，使烟气很好地被排烟风机排出。排烟的同时，需要由三个出口补风，正好形成了延疏散通道经连接站厅站台的楼梯至站台中部的空气流，既阻止了烟气任意蔓延，又保证了人员能迎着新鲜空气疏散。左右出口的疏散路径上的温度、风速可以满足疏散要求，可以看到右端楼梯处风速将近 3m/s。 有、无机械排烟的能见度对比图 8 中，右边为能见度标尺，单位 m，中间分别是中部站台着火有、无机械排烟时站厅层 H=高度处、车站中轴 Y=11m 截面上的 t=300s 的能见度。可以看到无机械排烟时两端楼梯处和站厅的能见度很小，而有机械排烟和挡烟装置时两端楼梯处和站厅的能见度将近 30m，完全能够保证人员安全疏散[5]。5 结论 无机械排烟当左、右站厅着火时，由于烟囱效应，不需要机械排烟，就可以保证人员从另一端站厅安全疏散。当中部站台着火时，没有机械排烟，人员将无法安全疏散。火场烟气明显的分为两层，即上层热气流层和下层冷气流层。烟囱效应在地铁车站中比较复杂，其影响因素主要是火源的位置和出口通道的面积：首先全部或大部分的烟气将从距离最近、最先到达的出口排出，此时位置是主要的影响因素; 如果在位置上没有优势，烟气将从出口通道面积较小的出口排出，面积成为主要影响因素。 机械排烟排烟风机单独排烟，由于扰动很大，烟气还会扩散至站厅。挡烟装置配合排烟风机排烟，挡烟装置将烟气阻隔在一定的蓄烟区域里，并由排烟风机及时排出，被动挡烟和主动排烟相互配合，达到很好的控烟效果。由于烟囱效应的影响，烟气有向出口面积较小的一端蔓延的趋势，而人员可以从出口面积较大的有迎面补风气流的出口进行疏散。机械送风口或自然补风口的位置不当、时机不当将会助燃火势，短路风流，影响烟气的控制。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

在进行地铁的灭火工作时，使用技术性较强，处理的难度大，因此。有关人员应该注重火灾救援工作，不断提升管理部门的能力，通过与乘客、消防部门的配合，减少火灾的损失，保障人员的生命财产安全。

1.地铁管理部门

由于地铁管理部门属于地铁的内部人员，因此对地铁的环境非常的熟悉。如果能够提升管理部门的能力，那么对灭火工作来说，有很大的帮助。因此，地铁公司应该提升管理部门的职能，加大管理的力度。首先，地铁管理部门应该制定相应的消防管理制度，规定人员的职责，进行合理的分工，对消防器械的使用有明文的规定，将制度中的各项都渗透到员工的工作当中。另外，地铁公司应该对人员进行培训，邀请专业的消防人员进行灭火工作的展示，通过实战的方式，帮助员工熟练掌握灭火技巧，能够使用灭火器械进行灭火工作，减轻大火带来的伤害。最后，还应该定期对地铁内的消防器械进行检查，检查器械是否能够正常使用，在突发事件来临时，能够发挥其效用。可以通过有关部门的规定，建造属于地铁的消防部门，帮助进行灭火工作。

在大火刚刚出现时，司机和乘客可以使用消防器械进行灭火，如果大火越来越严重，那么司机应该快速驶向最近的站点，通过其消防的力量进行救援工作。

2.乘客自身

大火出现时，如果乘客具有一定的安全意识和正确的逃生意识，那么就会减轻一些人员伤害，有利于救援工作的开展。乘客在进入地铁前，应该对地铁环境进行观察，发现并熟记逃生通道。在发生火灾时，乘客应该保持冷静的状态，可以根据之前熟记的逃生路线进行撤离。在火势还不是很大时，乘客可以利用附近的灭火器进行灭火。在逃生的过程中，应该有序进行，切勿触碰电轨。

3.消防部队

消防部队应该与地铁的管理部门进行实时的沟通，能够对地铁的内部环境有所了解，制定适合的灭火救援方案。消防部门也应该掌握地铁的运营特点，能够熟知地铁中哪段时间的人数较多，在发生火灾时，可以对被困人数有大致的了解，有利于消防部门进行人员的派遣工作。消防部门可以派遣有关人员进入地铁，掌握地铁中消防器械的位置，火灾来临时，可以帮助消防人员的工作，控制火势的蔓延。

火灾发生后，消防部门应该立即出动，进行人员疏通和灭火工作。在不同的位置出现大火时，处理的方法不同。在站台发生大火时，地铁人员应该拨打火警电话，人员到达时，消防部门应该通知地铁控制中心，防止地铁驶入站内，造成人员的伤亡。对在站台内的人员，进行疏通。可以利用广播的形式，指明逃离通道的方向，并维护好人员的秩序，防止出现踩踏事故。如果是地铁列车出现大火，司机应该立即联系控制中心，告知大火的情况和位置，地铁管理部门与消防部门沟通，制定救援方案。消防部门应该对站内人员进行清理，待地铁驶入站内，利用准备好的破拆工具，将车厢们打开，将出现大火的车厢人员在附近车厢进行疏散。

消防人员进入地铁后，应该利用地铁站存在的排风设备，通过与地铁控制站的沟通，进行烟雾的排放。另外，在进行灭火工作时，消防人员应该发挥消防设备的重要作用，保证水资源的使用，能够将水枪深入到大火中，通过扑灭大火源头，防止大火进一步蔓延，减轻人员的危害。

综上所述，地铁的灭火工作需要多方人员的配合。地铁的使用能够为人们出行带来便利，因此使用的人数较多，如果地铁出现大火的事故，就会使人们的生命遭到威胁。为了保障人员的安全，更好的进行地铁的灭火工作，地铁公司应该建立完整有效的消防管理制度，约束员工的行为。还应该对员工进行系统的培训，保证员工能够熟练使用消防器械。对于乘客来说，应该熟知地铁的安全通道，在突发事件来临时，可以根据事先了解的通道进行逃生。对于消防部门来说，应该了解地铁的结构，熟知消防器械和消防通道的位置，在进行灭火工作时，可以利用现有的设备进行工作，减少对人员的伤害。