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复杂截面上盖式地下隧道空间火灾烟气扩散规律及防火隔墙优化

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长安大学学报（自然科学版） 2023年第1期43卷 113-122页

作者：刘春曾田胜龚光彩方曦石星王洪顺淳良广东省公路建设有限公司广东广州510000 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

为解决复杂截面上盖式地下隧道空间通风防火隔墙设置问题,将隧道空间划分为单一空间、多个组合空间、3个组合空间以及4个组合空间,通过CFD仿真计算得到不同隧道空间防火隔墙设置方案下火灾烟气扩散规律,结合模拟结果提出合理的防火隔墙... 详细信息

为解决复杂截面上盖式地下隧道空间通风防火隔墙设置问题,将隧道空间划分为单一空间、多个组合空间、3个组合空间以及4个组合空间,通过CFD仿真计算得到不同隧道空间防火隔墙设置方案下火灾烟气扩散规律,结合模拟结果提出合理的防火隔墙优化方案,并在实际项目中实施。同时,对比分析主桥设置防火隔墙和不设置防火隔墙的火灾烟气扩散规律。研究结果表明:复杂截面上盖式地下隧道空间内不设置隔墙会造成烟气朝多个方向无组织扩散,严重影响位置较高行车面的人员安全。设置过多的隔墙会减小火灾在隧道内部的扩散空间,致使烟气较快地扩散到整个立交隧道空间,从而减少人员逃生时间,产生安全隐患。在主桥边界位置处设置隔墙可以将隧道划分为3个相对独立的空间,既可以避免烟气无组织扩散,又可以保障隧道有足够大的空间和足够长的逃生时间。双向行车的主桥中间设置隔墙(4个组合空间)有利于在火灾工况下为人员争取更多的逃生时间。故最优方案为将整个上盖式地下隧道空间分割为4个组合空间,即在匝道与主桥连接处分别设置2道隔墙,并在主桥中间加设1道隔墙。该研究为复杂截面上盖式地下隧道空间通风防火隔墙分区设计提供了参考依据,并且指导了实际工程应用。

关键词：隧道工程复杂截面上盖式地下隧道空间火灾烟气通风防灾防火隔墙

基于全尺寸实验的高铁隧道火灾烟气纵向流场特征研究

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清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：潘荣亮王亚南岳顺禹冉辰皓程辉航钟茂华清华大学工程物理系公共安全研究院清华大学安全科学学院中铁七局集团武汉工程有限公司

中国高铁隧道具有明显的高拱顶、大断面特点,为研究上述特征作用下高铁隧道火灾烟气纵向流动与温度分布特征,该文依托渝湘高铁重庆至黔江段的白家山隧道开展了全尺寸高铁隧道火灾实验,获取了火灾烟气在纵向方向上的蔓延速度与温度分布... 详细信息

中国高铁隧道具有明显的高拱顶、大断面特点,为研究上述特征作用下高铁隧道火灾烟气纵向流动与温度分布特征,该文依托渝湘高铁重庆至黔江段的白家山隧道开展了全尺寸高铁隧道火灾实验,获取了火灾烟气在纵向方向上的蔓延速度与温度分布特征。研究发现:尽管高铁隧道净高、横截面积较常规公路隧道变大,高铁隧道火源热释放速率对烟气纵向蔓延的速度仍然起到重要作用。高铁隧道内火灾烟气温度在垂直方向上呈现出经典的“top-hat”分布,并且随着烟气远离火源位置,烟气垂直方向温度的“top-hat”分布特征逐渐趋于一致。此外,该文划定了高铁隧道热烟气纵向流动的一维过渡射流区(区域Ⅱ)与一维临界射流区(区域Ⅲ)分界线,探究了现有狭长受限空间内火灾烟气纵向流动与温度分布模型在高铁隧道火灾领域的适用性并分析误差原因,调整了适用于高铁隧道射流区域Ⅲ的热烟气温升纵向衰减模型,研究成果为评估高速铁路隧道内火灾烟气纵向蔓延对人员疏散的影响提供了数据和理论支撑。

关键词：高速铁路隧道全尺寸火灾实验火灾烟气纵向流动纵向温度分布

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高层建筑火灾烟气对邻室的影响研究

消防科学与技术 2023年第10期42卷 1380-1385页

作者：刘飞余照阳李薇赵浩佑贵州大学矿业学院贵州贵阳550025

为了研究高层建筑火灾烟气对邻室的影响,通过搭建1:10小尺寸高层建筑火灾试验平台,模拟高层建筑火灾,通过设置不同起火位置、火源功率,分析邻室温升情况来初判烟气对邻室的影响。结果表明:起火楼层越高,烟囱效应减弱,烟气大量聚集在水... 详细信息

为了研究高层建筑火灾烟气对邻室的影响,通过搭建1:10小尺寸高层建筑火灾试验平台,模拟高层建筑火灾,通过设置不同起火位置、火源功率,分析邻室温升情况来初判烟气对邻室的影响。结果表明:起火楼层越高,烟囱效应减弱,烟气大量聚集在水平空间,邻室温升较大;随着起火房间位置靠近前室,邻室温升幅度逐渐下降,燃烧初期,邻室温升随着与着火房间距离的变大而减小;随着燃烧的持续,远离着火房间、靠近走廊尽头房间内的温升变大;火源功率越大,烟囱效应越强,减弱了烟气在着火房间远端邻室的聚集。因此,高层建筑高楼层起火,高楼层、远离竖向通道的着火房间火灾烟气对邻室的作用更强。

关键词：高层建筑火灾烟气烟气蔓延邻室温升

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火灾烟气毒性研究进展

火灾烟气毒性研究进展

作者：王鑫宇中国人民警察大学研究生院

为了解火灾烟气及其毒性组分的毒害性研究进展,对近二十年内国内外火灾烟气毒性方面的相关研究进行了梳理分析,综述了火灾中各类烟气危险性研究、阻燃材料燃烧产生的烟气毒性危险性研究、火灾烟气毒性评估方法以及如何抑制火灾烟气毒性... 详细信息

为了解火灾烟气及其毒性组分的毒害性研究进展,对近二十年内国内外火灾烟气毒性方面的相关研究进行了梳理分析,综述了火灾中各类烟气危险性研究、阻燃材料燃烧产生的烟气毒性危险性研究、火灾烟气毒性评估方法以及如何抑制火灾烟气毒性四个方面的研究进展,指出了当前研究存在的问题和不足,并对未来我国在此领域的研究方向进行了展望。

关键词：火灾烟气危险性测量毒性抑制

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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城市地下快速路入口段火灾烟气蔓延规律

科学技术与工程 2023年第34期23卷 14832-14840页

作者：林志蒋浩苏培循邵羽何廷全章海重庆交通大学土木工程学院重庆400074 广西交通设计集团有限公司南宁530029 广西新发展交通集团有限公司南宁530029 招商局重庆公路工程检测中心有限公司重庆400067

依托上海北横通道泸定路枢纽工程,建立依托工程的全尺寸仿真模型,选取城市地下快速路入口段的主线风速和匝道风速作为变量,研究火灾发生后隧道内人员安全高度处的温度、能见度、CO浓度等变化规律。结果表明,主线风速与匝道风速的提高都... 详细信息

依托上海北横通道泸定路枢纽工程,建立依托工程的全尺寸仿真模型,选取城市地下快速路入口段的主线风速和匝道风速作为变量,研究火灾发生后隧道内人员安全高度处的温度、能见度、CO浓度等变化规律。结果表明,主线风速与匝道风速的提高都会导致温度下降速率减缓,能见度上升,CO浓度降低,但是匝道风速对烟气的影响要弱于主线风速的影响。主线与匝道共同提供排烟风速时,保持临界风速即可有效排烟,主线为1.72 m/s,匝道为1.84 m/s。

关键词：城市地下快速路入口段火灾烟气仿真模型 Pyrosim

矩形中庭顶部开口比例对火灾烟气扩散的影响研究

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安全与环境学报 2023年第10期23卷 3591-3599页

作者：谢贤平钟钒刘杰昆明理工大学公共安全与应急管理学院昆明650093 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

为探究带回廊的矩形中庭内顶部开口比例对火灾烟气扩散规律的影响,改善建筑防排烟条件,以某矩形中庭商场为例,运用火灾动力学模拟(Fire Dynamics Simulator,FDS)软件设置了温度测点,模拟了不同顶部开口比例下的矩形中庭底层起火时的烟... 详细信息

为探究带回廊的矩形中庭内顶部开口比例对火灾烟气扩散规律的影响,改善建筑防排烟条件,以某矩形中庭商场为例,运用火灾动力学模拟(Fire Dynamics Simulator,FDS)软件设置了温度测点,模拟了不同顶部开口比例下的矩形中庭底层起火时的烟气流场,基于线性回归模型拟合了烟气温度随顶部开口比例变化的关系,并以缩尺模型试验进行了验证。结果表明:矩形中庭内烟气在有顶部开口的情况下能在短时间内向上扩散至顶部,同时在各层回廊顶部水平扩散,在400 s内填充整个空间;烟气温度与顶部开口比例的关系总体为线性负相关,在开口比例从1下降到1/2时能见度下降最快;试验中的烟气温度变化规律与模拟结果相吻合,验证了FDS用于火灾烟气研究的可行性。

关键词：安全工程火灾烟气中庭数值模拟自然排烟

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火灾烟气下多厅影院人员应急疏散管理研究

火灾烟气下多厅影院人员应急疏散管理研究

作者：李宏静中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

近些年来,随着人们休闲娱乐的需求日益增加,影院这类娱乐公共场所数量迅速增加。作为人们日常消遣常去的场所,多厅影院往往由多个放映厅组合在一起,容纳人数多、疏散难度大。影院一旦发生火灾事故,人员疏散会非常困难,容易造成重大伤亡... 详细信息

近些年来,随着人们休闲娱乐的需求日益增加,影院这类娱乐公共场所数量迅速增加。作为人们日常消遣常去的场所,多厅影院往往由多个放映厅组合在一起,容纳人数多、疏散难度大。影院一旦发生火灾事故,人员疏散会非常困难,容易造成重大伤亡事故。火灾发生时,如何安全高效地对人群进行疏散也是应急管理领域的研究热点。本文通过查阅文献,确定了研究火灾烟气对人员疏散造成威胁的关键参数,即能见度、烟气层高度、CO浓度以及温度,并整理筛选了建筑物火灾与人员疏散影响因素。为了研究多厅影院的火灾烟气运动规律以及人员疏散行为,本文选取北京一多厅影院为原型,利用Pyro Sim软件和Pathfinder软件分别建立FDS火灾烟气仿真模型以及人员疏散仿真模型。在FDS火灾烟气仿真模型中,本文研究了观众厅的规格、火源位置、消防灭火设备的有效性对火灾烟气运动的影响,得出人员可用安全疏散时间。在人员疏散仿真实验中,以相同的火灾场景研究了不同上座率、不同疏散出口开关情况下的人员疏散行为,得出相应的人员必需安全疏散时间,结合人员可用安全疏散时间,对人员疏散的安全性进行了判断。此外,本文在人员疏散的模型中对特定疏散路径上的人群进行分流,探究了人员疏散路径的优化。当火源相对位置、火灾热释放速率相同时,人员在规格大的观众厅比在小的观众厅拥有更长的可用安全疏散时间,人员疏散相对更安全,能见度过低会最先影响人员的安全疏散。火源位置在观众厅后方时的人员可用安全疏散时间比火源位置在观众厅前方和中间位置长,坡度越高的位置越容易受到烟气的影响。相比自动喷水灭火系统,机械排烟系统能更大程度保证观众厅内疏散人员的可用安全疏散时间。在相同的疏散场景下,影院人员的必需安全疏散时间随着上座率的增加而增加。巨幕厅的上座率超过50%时,人员的疏散不安全。根据人员疏散的实验结果,影院的疏散出口和疏散路径可以进行一定的优化。结合仿真模拟实验结果,本文对多厅影院的火灾与人员疏散危险性进行分析后提出了相应的管理对策与建议,对于减少影院的火灾隐患,提高人员疏散效率有一定意义。

关键词：影院人员疏散火灾烟气 PyroSim Pathfinder 应急管理

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毛巾对室内火灾烟气的防护效果及机理

消防科学与技术 2022年第10期41卷 1372-1375页

作者：卢立红张龙龙郭欣史可贞中国人民警察大学河北廊坊065000 安徽省消防救援总队安徽合肥230000

为研究不同毛巾对室内火灾烟气的防护过滤效果及防护机理,自行设计并搭建了热分解产烟防护测试平台,选取室内装修装饰用量较多的PVC材料作为产烟材料,选用市面上常见的纯棉、纱布和超细纤维3种材质毛巾,分别研究了干湿两种状态下,不同... 详细信息

为研究不同毛巾对室内火灾烟气的防护过滤效果及防护机理,自行设计并搭建了热分解产烟防护测试平台,选取室内装修装饰用量较多的PVC材料作为产烟材料,选用市面上常见的纯棉、纱布和超细纤维3种材质毛巾,分别研究了干湿两种状态下,不同毛巾对PVC火灾烟气的防护过滤效果,并结合烟气过滤前后毛巾表面形貌,分析了干湿毛巾对室内火灾烟气的防护过滤机理。结果表明:3种毛巾对PVC材料火灾烟气均具有一定的防护过滤效果;无论是干态还是湿态下,3种毛巾对烟气防护过滤效果的优劣程度排序均为纯棉毛巾>纱布毛巾>超细纤维毛巾;湿毛巾对CO、NOx、HCl气体的防护过滤效果好于干毛巾;湿毛巾较于干毛巾对CO气体和HCl气体的防护过滤效果有极大提升,对HCl气体的防护过滤效果提升了近1倍。

关键词：火灾烟气干湿毛巾防护过滤防护机理

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地铁列车行驶速度对火灾烟气温度特性的影响

中南大学学报（自然科学版） 2020年第9期51卷 2663-2672页

作者：马砺刘尚明魏高明范晶高宇西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 西安科技大学安全与科学工程学院陕西西安710054 中国五环工程有限公司安全环保室湖北武汉430000 西安市轨道交通集团有限公司安全质量监督部陕西西安710018

采用缩尺实验台研究运行地铁车厢顶部着火后的温度分布特征,设定12.34,15.60,18.25,21.47和25.10kW5种火源功率,在0,40,60和80 km/h这4种不同列车运行速度下进行实验,分析顶棚最高温度、温度衰减区域及其下降速率。研究结果表明:当速度... 详细信息

采用缩尺实验台研究运行地铁车厢顶部着火后的温度分布特征,设定12.34,15.60,18.25,21.47和25.10kW5种火源功率,在0,40,60和80 km/h这4种不同列车运行速度下进行实验,分析顶棚最高温度、温度衰减区域及其下降速率。研究结果表明:当速度≤60 km/h时最高温度点均在火源点上方,风速增加后火焰朝着下风向蔓延,距离火源点0.9 m的位置是温度下降最剧烈的区域。根据不同实验工况测得温度分布情况,判定列车以4种速度运行时,发生火灾后车厢的高危区域。当运行列车发生火灾后,进行人员疏散时可以根据划分的危险区域选择安全的疏散方向和区域,为火灾的应急处置和人员救援提供优化方案。

关键词：地铁列车运行速度火灾烟气温度特性