基于可用与必需安全疏散时间的地铁站火灾人员疏散仿真

基于火灾人员疏散理论,建立了可用安全疏散时间(t_(ASET))模型和必需安全疏散时间(t_(RSET))模型,分别对地铁站内的4种空间结构(空旷结构、墙壁结构、楼梯结构、墙壁+楼梯结构)发生火灾后的关键位置(楼、扶梯出入口、站点出口)处的人员疏散时间进行了研究。采用Pyrosim对火灾发展情况进行模拟,采用Pathfinder对人员疏散情况进行仿真;对比分析了4种空间结构下地铁站关键位置的t_(ASET)和t_(RSET),对不同起火位置的安全性进行判定。研究结果表明:t_(ASET)主要由能见度到达临界状态的时间决定;t_(RSET)主要根据楼、扶梯出入口和站点出口的疏散情况决定。在所选取的4种空间结构中,仅有空旷结构发生火灾后,人员能安全疏散;墙壁结构发生火灾后,不利于楼扶梯出口处人员安全疏散;楼梯结构、墙壁+楼梯结构发生火灾后,均处于危险状态,导致人员无法安全疏散。

热释放速率的不确定性对可用安全疏散时间的影响

基于室内火灾烟气层高度和温度模型,使用拉丁超立方抽样方法研究了火灾增长系数和最大热释放速率的不确定性对可用安全疏散时间(ASET)的影响.结果表明,对于相当于民用建筑一个防火分区的单室无排烟房间,当最大热释放速率在0～1MW时,其不确定性对ASET影响较大;当最大热释放速率为1～4MW时,火灾增长系数对ASET的影响大于最大热释放速率对ASET的影响;当最大热释放速率在4～8MW取值,仅考虑最大热释放速率的不确定性时,ASET为一确定值,此时热释放速率的不确定性对ASET的影响仅由火灾增长系数产生.

基于LHS方法的可用安全疏散时间不确定性及参数敏感性分析

针对直接蒙特卡洛模拟效率较低的不足,利用基于拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Sampling,LHS)的蒙特卡洛模拟分析了有喷淋作用时可用安全疏散时问(ASET)的不确定性;以秩相关系数和偏秩相关系数为指标,对影响ASET的参数进行了敏感性分析。分析表明,同样的精度条件下,拉丁超立方抽样所需要的抽样次数要远小于简单随机抽样的次数。算例分析结果表明,对于一个防火分区面积大小的无排烟单层商场,在有喷淋作用时,可用安全疏散时间具有对数正态分布的特征;敏感性分析表明影响可用安全疏散时间的主要参数为喷头距火源中心线距离、火灾增长系数和总热损失系数。

三车道大交通流公路隧道火灾人员安全疏散

为深入研究隧道横通道间距和车流量大小对人员安全疏散的影响。依托云南省昆明市三车道大交通流杨林公路隧道,建立了三车道隧道火灾燃烧及大交通流人员疏散模型,运用FDS计算人员疏散可用安全疏散时间(ASET),模拟火灾烟雾在三车道隧道中的纵横向蔓延规律,运用Pathfinder计算人员疏散必需安全疏散时间,并对比分析了两个时间,给出了人员在火灾到达危险状态前全部疏散到安全区域的必要条件。结果表明:人员距火源点的距离是影响可用安全疏散时间的重要因素,距离火源点50 m范围人员疏散可用时间在470 s以内,该区域相对较为危险;距火源点100 m处人员疏散必需时间为230 s;距离火源点50~300 m这个区间,可用安全时间较大,在470~600 s范围内;距离火源点超过300 m后,疏散人员可用安全疏散时间趋于无穷大,表明该区域人员逃生较为安全;人员必需安全疏散时间(RSET)随着距离火源点距离增大逐渐增加;距离最远处,即从着火点横通道到下一个疏散横通道处,所需时间为627 s;各测点人员疏散可用时间均大于必需时间,表明杨林隧道横通道设计参数满足火灾最不利工况下人员安全逃生,可认为杨林隧道火灾工况下人员安全疏散设计合理,为类似交通隧道的火灾安全设计提供了有益的参考。

分离岛式地铁站可用安全疏散时间计算与比较分析

为研究大客流地铁车站风险因素,提出车站疏散能力分析的基本要素,结合某分离岛式地下车站,采用规范计算及精细网格模型对可用安全疏散时间进行计算与比较分析。结果表明:楼扶梯的通过效率、车站结构形式、疏散人员的数量及分布情况等因素对仿真模拟的结果产生影响;《地铁安全疏散规范》(GB/T 33668—2017)综合考虑了疏散至楼扶梯入口时间、楼扶梯上平均滞留时间及通道非均匀性偏差时间等,与仿真模拟结果的吻合度较高。研究结果可为国内类似车站的安全疏散设计及运营疏散组织提供参考。

大型商场可用安全疏散时间不确定性探讨

从哈尔滨市245家大型商场火灾荷载调查入手,分析并确定大型商场火灾荷载分布的数学模型,在此基础上研究影响大型商场可用安全疏散时间的火灾增长系数和燃料质量燃烧速率等不确定性参数的分布。利用火灾动力学和统计理论耦合的方法计算大型商场设定火灾场景下可用安全疏散时间的分布,结合工程实例分析某大型商场火灾下的可用安全疏散时间分布。

地铁人员可用疏散时间模拟

人员可用安全疏散时间是衡量公共场所安全性能的重要指标。为了能从定量风险分析的角度考察公共场所的安全疏散性能,引入蒙特卡罗模拟技术。选取天津小白楼地铁系统作为研究对象;建立极限状态方程以刻画地铁人员可用安全疏散时间;最后,通过Matlab提供的M语言编程,实现了蒙特卡罗模拟,得到了与极限状态方程相对应的概率密度函数,累加分布函数和余补累加分布函数。通过余补累加分布函数定量描述了人员在地铁火灾事故中安全逃生的概率。结果表明,蒙特卡罗模拟技术是描述同时具有参数不确定性和模型不确定性的复杂问题的有力工具。

地铁车厢火灾蔓延规律及人员疏散安全性研究

为完成在设定工况下某地铁车辆火灾发生后的最大热释放速率及达到最大热释放速率所需的时间和人员疏散的安全性研究,根据某车辆厂提供的地铁车辆参数及车辆所用材料,通过某燃烧试验室测得车辆所用材料相关的热力学参数并基于pyrosim建立地铁车厢火灾模型。对地铁车厢火灾模型的热释放速率、毒气浓度、能见度和温度4项指标进行分析,研究地铁车厢火灾发展机理及蔓延规律。通过实际演练获得必需安全疏散时间,结合仿真结果依照NFPA101规范,通过地铁车厢火灾模型的能见度、毒气浓度以及温度3个指标确定地铁车厢火灾发生后可用安全疏散时间,对比必需安全疏散时间与可用安全疏散时间研究该地铁车厢火灾发生后人员疏散的安全性。

单洞双线铁路隧道火灾人员疏散安全性分析

为了分析单洞双线铁路隧道火灾人员疏散安全性,基于单洞双线铁路隧道结构特点,分析不同火灾场景下人员疏散模式,利用火灾动力学模拟软件FDS,建立隧道火灾模型,分别研究火源位于车头和列车中部车厢内时可用安全疏散时间。利用Pathfinder软件,模拟人员折返路线与不同疏散口间距下人员疏散过程,分析必需安全疏散时间及其影响因素。研究结果表明:隧道发生火灾时,人员可用安全疏散时间与火源位置有关,必需安全疏散时间受疏散总人数、疏散口选择、疏散口间距等因素影响很大。在设计隧道疏散系统时,可通过减小疏散口间距和设置明显的疏散设施指示标识,减少人员疏散所用时间。

异形结构隧道火灾安全疏散研究

以某城市地下双层异形交通隧道为典型案例,按照车辆发生火灾的区域将隧道火灾划分为6种火灾场景。运用FDS模拟排烟失效与3m/s风速下的烟气蔓延状况,得到人员疏散可用时间。利用Pathfinder对逃生门洞的设置间距进行数值计算,得到人员疏散必需时间。将可用疏散时间与必需时间进行对比,得出异形隧道的合理排烟风速范围与疏散门的合理间距范围。

性能化防火设计中人员安全疏散的论证

性能化防火设计的根本出发点就是尽量减少火灾造成的人员伤亡和财产损失,它是一种系统的分析建筑物火灾安全问题的办法。性能化防火设计中人员能否安全疏散用可用疏散时间、所需疏散时间来判断。本文通过分析火灾时影响人员安全疏散的各主要因素,得出确定人员逃生时可用疏散时间的条件,同时分析了人员逃生时所需疏散时间的组成,讨论了预测人员疏散行动时间的简化计算方法。

某火车站火灾烟气流动及人员疏散安全研究

利用FDS软件对以某火车站大空间内烟气的扩散情况进行了三维数值模拟,同时还对人员疏散情况进行了模拟.分析了各个火灾场景的模拟结果,通过比较必需安全疏散时间RSET(Required Safe Egress Time)和可用安全疏散时间ASET(Available Safe Egress Time),对各火灾场景下人员的安全进行了评估.

杭州过江隧道火灾时人员安全疏散研究

以杭州过江隧道为研究对象,分析了隧道火灾时人员安全疏散准则及影响因素,介绍了隧道内人员安全疏散研究的一种思路和方法。设定包含最不利情况的火灾场景,然后对各种火灾场景下的烟气蔓延及人员疏散进行模拟,得到了各种火灾场景下隧道内的可用安全疏散时间ASET曲线和必需安全疏散时间RSET曲线;比较分析这两条曲线,得到了疏散救援通道的设置参数,给隧道消防设计提供了依据。

高海拔公路隧道火灾特性及安全疏散时间研究

为探明高海拔公路隧道火灾烟气及温度扩散规律,得到高海拔条件下人员安全疏散时间,采用理论分析、现场试验、数值模拟等手段,取得如下成果:高原环境大气密度及空气含氧量随着海拔的升高下降明显;高海拔地区相较于平原地区火灾燃烧的热释放速率低143%,燃烧时间延长186 s;燃烧稳定后,高海拔隧道火灾最大纵向烟雾扩散速度比平原隧道大12.1%,最大横向烟雾扩散速度比平原隧道大12.5%,相同火灾规模情况下高海拔隧道最高纵向温度比平原隧道高16.5%,最高横向温度比平原隧道高5.7%,高海拔隧道整体温度要高于平原隧道;在30 MW火灾规模下,人员可用安全疏散时间与距火源点距离成正比,当距离火源点300 m处人员可用安全疏散时间达到506 s。研究成果可用于指导羊八井隧道人员安全疏散,同时也可为类似工程防灾救援提供参考借鉴。

大剧院人员安全疏散优化设计

以长沙市某大剧院为研究对象,利用消防安全工程学的方法,设定不同的火灾场景及相应的人员疏散场景,通过数值分析计算方法确定人员可用安全疏散时间及人员必需安全疏散时间,评估不同火灾场景下人员疏散的安全性。结果表明:在消防设施有效的情况下,人员均能安全疏散,建议加强日常管理和维护。

高海拔隧道防烟策略及疏散通道间距探讨

为了确定高海拔环境下特长公路隧道的服务隧道防烟通风策略及人员疏散通道最佳间距,采用FDS和Pathfinder建立了主隧道+服务隧道的通风排烟及人员疏散仿真模拟平台,分析50 MW火灾规模下隧道内烟气运动规律及人员疏散过程,基于克拉尼公式和FED准则综合判定ASET(可用安全疏散时间)。针对低氧气环境下人员运动效率低下的这一背景情况,对人员疏散速度进行折减,进一步确定RSET(必须安全疏散时间)。结果表明:服务隧道内纵向风速1.6 m/s可保证服务隧道内1200 s时间范围内无烟,考虑高海拔地区火灾增长系数的折减,人员可用安全疏散时间呈现为"W"形,下游200 m处可用安全疏散时间最少,结合人员必须安全疏散时间分析,人行通道间距宜设置为200 m。

建造过程中大型复杂船舶火灾危险性的模拟研究

为分析大型复杂船舶建造过程中的火灾危险性,保障施工过程中人员和设备的安全,以客滚船居住甲板为研究对象,基于火灾动力学模拟软件模拟其驾驶室和走道火灾工况,分析烟气能见度、温度和CO浓度的变化规律,确定可用安全疏散时间(ASET)。结果表明:驾驶室和走道火灾工况下烟气能见度随时间的增加而迅速降低,烟气温度和CO浓度随时间的增加而增加。对居住甲板火灾的可用安全疏散时间而言,能见度的影响最为关键;驾驶室和走道火灾工况下人员可用安全疏散时间的最小值分别为91.8和48.6s;火源位置和火灾规模对居住甲板的火灾危险性影响较为显著。建议在施工过程中严格控制火灾荷载,及时安装火灾探测报警器和灭火装置。研究结果可为大型复杂船舶火灾的危险性分析提供理论依据和技术支撑,进而提升船舶建造过程中的消防安全等级。

地下超市火灾时期人员可用安全疏散时间模拟

从地下超市的火灾危险着手,系统分析了影响地下超市可用安全疏散时间的判定依据,按照火灾发展和人员疏散的时间线,对火灾中影响人员安全疏散的各个特征时间进行了讨论,得出火灾中人员可用安全疏散时间和所需安全疏散时间的计算方法,结合工程实例运用烟火运动场模型FDS对地下超市火灾中人员可用安全疏散时间进行模拟,给出模拟结果,实现对其疏散设计的安全性和可靠性的评估。通过对模拟数据进行比较分析,寻找有利于提高地下超市可用安全疏散时间的具体消防措施。

基于车辆停靠随机性的公路隧道火灾逃生概率研究

为研究公路隧道火灾时横洞口车辆停靠随机性对被困人员逃生概率的影响,基于马尔科夫链分析车辆跟随行为以确定横洞口车辆停靠概率,并通过数值模拟得到营尔岭隧道在不同火灾规模和通风速度下的可用安全疏散时间及横洞口不同车辆停靠情况下的必需安全疏散时间,进而确定各火灾场景下被困人员逃生概率。结果显示:横洞口有车辆停靠会影响被困人员疏散路径,降低门流率,火源位于横洞口时上游横洞口门流率最大值降低约40%;被困人员全体逃生概率随纵向通风速度的提升而增大,在5 MW、20 MW、50 MW的火灾规模下,通风速度分别达到其临界风速1.7 m/s、3.2 m/s、4.0 m/s后,车辆停靠随机性影响可忽略,逃生概率为100%;当风速未达到临界风速时,车辆停靠会降低被困人员安全疏散概率且大型车的不利影响更显著。

考虑不同燃烧产物产率的复合功能体育馆烟气蔓延模拟分析

采用数值模拟方法,对某复合功能体育馆不同火灾场景下可燃物不同时的烟气蔓延进行了分析,研究了烟气蔓延对可用安全疏散时间ASET的影响,同时研究了不同可燃物的烟气产率、CO产率对烟气蔓延的影响规律。研究表明:可燃物的烟气产率和CO产率分别对能见度和CO浓度的影响较大,大空间体育馆的ASET主要取决于能见度的值。消防性能化分析时针对不同可燃物类型宜采用相应的燃烧产物产率,当对火灾可燃物的燃烧特性不明确时,建议烟气产率的取值不宜小于0.09。