隧道单侧集中排烟模式下烟气蔓延距离研究

为研究隧道火灾单侧集中排烟模式的烟气流动特性,采用缩尺寸模型试验研究了隧道温度分布和烟气蔓延距离。定量分析不同火源热释放速率及排烟量作用下单侧集中排烟模式隧道纵向温度的变化规律,并通过温度场判断不同火灾工况下的烟气蔓延距离,探究火源热释放速率、排烟量与烟气蔓延距离的数学模型。结果表明:在隧道单侧集中排烟模式下,温度场呈非对称分布,排烟风机侧烟气蔓延距离大于封闭侧;火源上、下游的烟气蔓延距离随火源热释放速率的增大而增大,随排烟量的增大而减小;通过理论分析,得到单侧集中排烟模式下火源上、下游烟气蔓延距离的预测模型。

侧部双点排烟模式排热效率研究

为探究隧道火灾侧部排烟口排热效率的表达公式,采用理论分析推导出排热效率与火灾热释放速率、排烟风速、排烟口距地面高度、排烟口间距4个影响参数的量纲一关系式,通过FDS数值模拟研究不同因素影响下的烟流特征并对数据进行拟合,确定了排热效率与这4个影响参数的关系。结果表明,在侧部双点排烟模式下,排热效率随火灾热释放速率增大呈-0.33次方减小关系,与排烟口排烟风速呈0.23次方增长关系,与排烟口距地面高度呈1.25次方增长关系,与排烟口间距呈-0.57次方减小关系,最终通过线性拟合建立了考虑吸穿影响的侧部双点排烟模式下排烟口处排热效率的模型。研究结果可为隧道侧部排烟系统的设计提供参考。

环境风下多层航站楼排烟效果及人员疏散研究

为探究环境风下机场航站楼排烟模式对人员安全疏散的影响,以某航站楼为研究对象,选择多楼层区域作为数据获取范围,针对排烟窗控制模式的33种工况,采用火灾动力学(FDS)软件模拟排烟效果;以北风经东北风转为东风构造风向区间,获得风向与危险到达时间的曲线关系;以0~90°为高侧窗开启角度区间,获得适宜开窗范围,并根据环境风进行安全疏散的判定与优化。结果表明:对于楼内排烟效果而言,若高侧窗全开,无风和低风速下有利于排烟,环境风速较高时,垂直于楼层走势的风向排烟效果较好;在风向区间内,0~70°风向会对高侧窗排烟起促进作用,30和60°风向点最优,顺楼层走势的风向会有烟气倒灌;在高侧窗开启角度内,实际以5~30°下悬窗或全开窗为宜;结合风向下的危险到达时间,进行楼层人员疏散优化,调控后疏散时间比未优化时减少10%。

附加挡板对侧部集中机械排烟吸穿现象的影响研究

为抑制公路隧道侧部集中机械排烟时的吸穿现象,优化侧部集中排烟模式,以武汉两湖隧道为例,采用Fluent建立全尺寸模型针对侧部排烟口附加挡板的不同角度,分析排烟口区域流场、温度场以及排烟效率等因素对吸穿现象的影响。研究结果表明:在5,10,15 MW火源功率情况下,附加挡板能有效抑制吸穿现象,挡板与排烟口呈60°时能起到较好的排烟效果;当排烟口温度接近环境温度时判定发生完全吸穿的排烟风速,与烟气层高度不再变化时判定发生完全吸穿的排烟风速一致;在挡板上方提出垂直于侧向排烟口的虚拟排烟口概念后,得出附加挡板侧部排烟的吸穿预测公式,进而得到发生完全吸穿现象时的饱和Fr为13.87。研究结果可为公路隧道侧部集中机械排烟附加挡板的实际工程应用提供一定理论参考。

侧部排烟隧道低位排烟口优化设计

引入低位排烟口概念,构建以隧道排烟效率η、隧道拱顶温度T、隧道清晰高度处烟气温度Tz和隧道清晰高度处能见度Vz4个评价指标组成的隧道火灾烟气控制效果评价模型,并采用FDS数值模拟软件探究低位排烟口在隧道火灾中的排烟有效性及工程设计参数。结果表明:低位排烟口下缘距地面高度越低隧道排烟效率越低,低位排烟口下缘距地面高度为1.5 m及以上时符合隧道内部排烟要求;通过增大排烟口间距或增大排烟口面积均有利于提高低位排烟口总排烟效率;确定符合隧道火灾控制评价指标的低位排烟口下缘距地面高度为1.5 m,排烟口间距为60 m,排烟口尺寸宜取4 m×0.8 m(排烟口面积S≥3.2 m^(2))。

拱形地铁站厅火灾排烟口位置优化及补风方式研究

针对某拱形“十”字型换乘地铁站,通过理论分析和数值模拟相结合的方法研究拱形站厅层发生火灾时,侧部排烟模式下排烟口处烟气层的吸穿问题以及主侧排烟口位置对拱形站厅排烟效果的影响,并探讨开启站台层机械补风以及打开站台层屏蔽门进行自然补风的两种补风模式对站厅层机械排烟的影响。结果表明:拱形站厅的主侧排烟口对整个站厅的排烟效果起着决定性作用;当主侧排烟口与站厅拱顶的距离在1.8 m以内时,主侧排烟口开始接触并排除烟气的时间相近;主侧排烟口与站厅拱顶的间距越大,火灾发生时主侧排烟口附近烟气层越容易发生吸穿现象,得到拱形站厅内2.5 MW火灾情况下主侧排烟口距拱顶间距的适宜范围。建议站厅层发生火灾时,开启站台机械补风或站台屏蔽门,从而为站厅层提供更安全的环境。

侧部点式排烟模式下烟气分层特性研究

引入烟气掺混影响长度的概念,针对侧部点式排烟模式下不同火灾热释放速率、排烟流量等变化条件,对烟气层厚度、烟气层温度及水平流动速度随烟气水平蔓延的变化情况进行了数值模拟研究。结果表明:烟气掺混影响长度与排烟流量成正比例增长关系;排烟流量较小时,烟气存在明显分层,随着排烟流量的增大,烟气层与冷空气层剧烈掺混,烟气层变得紊乱,看不到明显的分层现象;同一纵向条件下排烟口附近上层烟气层的流速值随排烟流量增加呈现先增大后减小的趋势,不同纵向条件下排烟口外侧烟层流速较低,距离排烟口越远时,侧向排烟对烟气蔓延的抑制作用越弱;排烟流量对于烟气层稳定性的抑制作用主要集中在排烟口处及排烟口与隧道端部区段。

地铁侧式车站列车火灾排烟模拟研究

利用火灾动力学模拟方法,对地下一层地铁侧式车站列车火灾的烟气蔓延规律和排烟效果进行了模拟研究。首先生成了地铁车站的三维模型,基于通风排烟系统的事故运行方案,对列车火灾烟气扩散过程、气流组织模式和烟气参数进行了计算模拟。模拟表明:排烟系统启动后,中间隧道的两端向内形成了大于5m/s的流速,屏蔽门处流速为站台流入隧道,可有效阻碍烟气进入站台区域,烟气排放主要通过车站轨顶风口排放,烟气在500s左右进入站台,排烟系统有效减缓烟气在站台的下降时间,为列车内乘客疏散提供了可用的安全疏散时间。

地铁轨顶均匀排风系统及协同站台火灾排烟研究

采用Fluent模拟软件,分别对6节编组和8节编组地铁车站轨顶排热风口采用45°嵌装式调节阀调节形成的均匀排风及其在站台火灾工况下的协同排烟效果进行了研究。研究结果表明,两种形式的车站在轨顶排热风口处通过安装调节阀调节后,轨顶排热系统的排风量均随着排风压力的增大而增加;同一排风压力下,轨顶排热系统形成的总排风量,在轨顶排热风口处安装调节阀的方式均高于安装插板阀;采用调节阀各风口间不均衡率可保持在5%以内,实现了均匀排风,而采用插板阀各风口不均衡率则超过了20%,无法实现各风口间风量的均衡。两种形式的车站,通过安装调节阀形成的轨顶均匀排热系统在站台发生火灾时,车站站台每组楼扶梯口部均能形成向下不小于1.5 m/s阻止烟气向上蔓延的阻挡气流,轨顶侧排烟口处风量未超过最大允许排烟量,满足规范相关要求,协同站台火灾排烟方案有效可行。

隧道侧部集中排烟模式下排烟速率对烟气层吸穿的影响研究

排烟速率是公路隧道侧部集中排烟模式下烟气层发生吸穿现象最为直接的影响因素。为研究隧道侧部集中排烟模式下烟气层发生吸穿现象的临界条件,分析了隧道侧部集中排烟过程中排烟口处烟气层的受力情况以及不同排烟速率对烟气层吸穿的影响,并结合前人相关的研究成果,进一步分析得到隧道侧部集中排烟模式下排烟口下方烟气层发生吸穿时的临界弗洛德数。结果表明:隧道侧部集中排烟模式下排烟口下方烟气层发生的吸穿现象不同于隧道顶部集中排烟模式,隧道侧部集中排烟模式下烟气层的吸穿区域发生在排烟口下方近火源侧角落,且烟气进入排烟口时与排烟口截面存在一定的角度,由靠近火源来烟一侧倾斜通过排烟口流向排烟道出口方向,当弗洛德数小于1.28时,烟气层吸穿未发生,当弗洛德数大于1.28时,烟气层吸穿已经发生。

侧部集中排烟隧道排烟量优化研究

从火灾烟气蔓延及其控制效果出发,采用FDS6. 2构建东湖隧道侧向集中排烟模型,通过对不同排烟量下隧道内烟气蔓延范围、排烟效率、温度场、人员疏散微环境排烟效果指标进行定量分析,得到东湖隧道侧部集中排烟系统在20 MW火灾时合理排烟量为300 m3/s。研究表明,侧部集中排烟模式下,当风机排烟量大于有效控烟所需风量时,配以2. 69 m/s隧道断面风,风机排烟量越大对隧道内火灾烟气蔓延的控制效果越明显。

越江盾构隧道排烟口设置位置对比研究

为了研究越江盾构隧道顶部排烟和侧壁排烟两种模式对火灾烟气的控制效果,运用CFD数值模拟的方法对比分析了两种模式对烟气层高、隧道拱顶温度、排烟口的排热速率和排热效率等指标的影响。结果表明:顶部排烟模式下烟气纵向蔓延速度要明显更慢;侧壁排烟模式对向下游蔓延的烟气控制效果较差,烟气层高和拱顶温度在火源两侧呈近似对称分布。在排烟效率方面,顶部排烟模式效果相对较高,比侧壁排烟模式高出9%。综合来讲,顶部排烟模式对烟气的控制效果更好,因此从烟气防治的角度来讲盾构隧道排烟设计应优先考虑顶部排烟方式。

地铁车站双存车线处的烟控系统研究

借助火灾模拟软件FDS,对地铁车站双存车线处的半横向排烟方式进行了模拟研究,分析了不同排烟口设置形式、排烟口间距和排烟量等关键技术参数对排烟效果的影响。推荐采用大风口形式的半横向排烟系统,排烟口间距为40m,排烟量不小于45m3/s。

侧式地铁站台不同通风条件下火灾烟气运动机理

介绍成都某侧式地铁站台工程概况。选用FDS建立站台模型,设置火源功率大小为10 MW,选取2个火源位置、3种排烟模式设计工况,研究火灾发生在站台中部和站台端部时不同通风模式下烟气温度、能见度等参数变化规律。对比各工况下火场温度、能见度分布情况,分析不同排烟情况下烟气运动机理,得出火源位于站台端部时推送式加强排烟模式最优,火源位于站台中部时局部加强排烟模式最优。

扁平中庭自然排烟有效性分析

通过FDS模拟对扁平大空间中庭高侧窗及天窗两种自然排烟模式的有效性进分析。结果表明:对于建筑高度超过12m的扁平中庭,条件允许的情况下可以采用高侧窗和天窗相结合的自然排烟方式;火源在一层时,移动式天窗的排烟效果优于高侧窗排烟效果;火源在三层时,侧窗排烟效果优于移动式天窗排烟效果。

分布式排烟管对侧向排烟效率提升效果分析

为了进一步提高隧道火灾侧向排烟效率,以港珠澳大桥海底沉管隧道为研究对象,利用FDS数值模拟软件进行等尺寸建模,将火源热释放速率设置为10,20,50 MW,排烟速率设置为4,6,8,10 m/s,宽高比设置为1∶2、1∶1、2∶1、3∶1,共计48组工况,在各个侧向排烟口处加装“分布式排烟管”,通过控制变量法分析分布式排烟管宽高比、火源热释放速率等因素对侧向排烟效率的影响,并探究加装分布式排烟管对侧向排烟效率的提升效果。结果表明:(1)排烟速率相等的条件下,当排烟管宽高比较小,宽高比由1∶2增大至2∶1时,其竖向拦截热烟气的范围减小,排烟效率逐渐减小,此时主要由吸收的热烟气量主导排烟效率;而当集气管的宽高比较大,宽高比由2∶1增大至3∶1时,集气管变得更加扁平,排烟效率逐渐增大,此时主要由所吸收热烟气的浓度主导排烟效率。因此,侧向排烟效率随着排烟集气管宽高比的增大呈现先减小后增大的趋势,当集气管宽高比为2∶1时取得最小值。(2)排烟速率、排烟管宽高比相同条件下,随着火源热释放速率增大,燃烧产生的烟气总量增加,而分布式排烟集气管对热烟气的吸收却很快达到饱和状态,此时排出的热烟气总量并没有显著增加,而燃烧产生的热烟气总量却增大了,因此排烟效率随着火源热释放速率的增加而减小;同时,在排烟速率相同、排烟管宽高比不同的条件下,由于在火源热释放速率较小时侧向排烟口排放的热烟气尚未达到饱和,因此排烟效率有较明显的差异,随着火源热释放速率的增加,此时侧向排烟口的排烟量达到饱和,即此时的排烟量与火源产生的总热烟气趋于相同,因此排烟效率随着火源热释放速率的增大而趋于一致,此时排烟管的宽高比不再是影响排烟效率的主要因素,应考虑增加分布式排烟管的数量以提升排烟效果。(3)通过对比传统侧向排烟的排烟效率,加装“分布式排烟管”后,侧向排烟效率最高能提升4.3倍(火源热释放速率为10 MW、排烟速率为8 m/s、排烟集气装置的宽高比为1∶2),最低也能够提升了0.5倍。根据幂函数拟合得到排烟管宽高比与侧向排烟效率提升率之间的函数关系。排烟效率的提升率随着侧向排烟口宽高比的增加而逐渐减小,最后收敛于某一极限值。数据表明,当宽高比大于2∶1时,提升率已经非常接近极限值;而宽高比为2∶1时,虽有最大提升率,但会影响隧道净空高度。综合经济性与实用性等因素以及本研究成果,集气管的宽高比设置为1∶1是较佳的设计方案。

“4合1”复合式餐饮业油烟净化设备的设计与实现

为解决现有组合式油烟净化设备本体阻力过大、体积庞大等问题,采用湿式喷雾喷淋、斜流风机离心分离、旋转滤芯过滤和液体吸收四种净化技术,在传统组合净化技术的基础上,增加带旋转滤芯的斜流风机净化装置,并对喷雾系统、汽水分离系统、油水分离系统等进行优化,提高油烟净化率。测试结果表明,该油烟净化设备结构紧凑,本体阻力达标,性能稳定性好,运行与维护方便,大大提高了油烟净化率。

公共建筑走道排烟设计探讨与分析

公共建筑的走道排烟系统是否能够有效运行,对于火灾发生时人员的安全疏散至关重要。现在一些大型公共建筑,走道的布局较为复杂,例如出现前后宽度不一致,形状不规则等情况。因此,走道排烟系统的设计越来越困难。本文重点分析走道长边长度的计算方法、走道局部宽度增大对排烟系统的影响及走道自然排烟三个问题并相应给出具体的解决方案。最后,以某实际项目为例,结合上述问题,给出了具体的排烟系统设计方案。

建筑内疏散走道排烟设计研究

针对建筑内疏散走道排烟设计中遇到的一些问题,包括走道的排烟设施设置要求、防烟分区划分、排烟口限定要求等,结合我国部分省、市防烟排烟技术补充指南及释疑纪要进行了分析和研究,并提出个人观点,供同行参考。

以生米大道站为例探讨单层浅埋侧式车站建筑设计

随着城市的快速发展,全国轨道交通建设进程日益加快。通过在合理控制规模的前提下进行创新,来提升车站功能,对设计人员提出了更高挑战。单层浅埋侧式车站区别于常规地下二层或地下三层站,基于此,本文重点探讨了针对该类车站的设计,以期为相关设计人员提供参考。