空气幕与机械排烟对隧道火灾烟气扩散及疏散的影响研究

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1、学校代码：10255学号：2161422DONGHUAUNIVERSITY硕士学位论文空气幕与机械排烟对隧道火灾烟气扩散及疏散的影响研究STUDYONTHEEFFECTOFAIRCURTAINANDMECHANICALSMOKEEXTRACTIONONSMOKEDIFFUSIONANDEVACUATIONINTUNNELFIRE专业名称：建筑与土木工程姓名：段博文指导老师：付海明教授完成日期：2018年5月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确

2、注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名

3、：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日学位论文承诺书本人郑重承诺：本人所提交的学位论文为根据答辩意见修改后的定稿版本。因提交版本错误所造成的后果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学段博文硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注姚晔副教授答辩委员会主席上海交通大学上海都市建筑设计刘蕾高级工程师答辩委员会委员研究院亢燕铭教授答辩委员会委员东华大学钟珂教授答辩委员会委员东华大学杨自力讲师答辩委员会秘书东华大学摘要空气幕与机械排烟对隧道火灾烟气扩散及疏散的影响研究摘要随着我国交通事业的飞速发展，各种交通隧道的数量及规模正在日益扩大，这

4、就对隧道的防火排烟设计提出了更高的挑战。近年来，防烟空气幕作为一种新型防排烟技术而备受科研人员的关注，但是对空气幕应用于隧道火灾的研究较少，本文提出将防烟空气幕与机械排烟相结合的防排烟方式应用于隧道火灾以控制隧道火灾的烟气蔓延，以火灾动力学模拟软件FDS为基础，对如下问题作出研究：（1）对自然通风以及空气幕与机械排烟联合作用两种工况进行模拟对比，对比结果表明：相对于自然通风，空气幕与机械排烟联合作用工况能够将烟气有效的控制在控烟区内，证明此种防排烟方式应用在隧道中是可行的。（2）在不同火源功率方案下，模拟20~110m排烟口间距对应40~220m空气幕间距

5、下的烟气蔓延扩散特征。通过分析在距离隧道火源不同位置处的烟气温度、能见度和一氧化碳浓度，讨论防排烟模式下空气幕与排烟口间距即防烟分区的最优设计值。研究结果表明：在10~50MW火源热释放速率下，当排烟口间距为60m且空气幕间距为120m时，烟气的温度、能见度以及一氧化碳浓度指标在研究过程的所有工况中最有利于人员逃生。I东华大学硕士研究生毕业论文（3）在不相同的火源功率方案中，模拟5~30°空气幕喷射角度、0.4~1m空气幕厚度、5~30m/s空气幕喷射速度下的烟气蔓延扩散特征。通过分析在距离隧道火源不同位置处的烟气温度、能见度和一氧化碳浓度，讨论防排烟模式

6、下空气幕喷射角度、空气幕厚度与空气幕喷射速度的最优设计值。研究结果表明：在10~50MW火源热释放速率下，最佳空气幕喷射速度为5~10m/s，最佳空气幕厚度为0.4m，在10~20MW火源热释放速率下，最佳空气幕喷射角度为20°。（4）利用Pathfinder模拟软件对研究所得最佳防排烟设计工况进行疏散模拟研究，模拟结果表明最佳设计参数下的空气幕与机械排烟方式能够有效的阻止烟气蔓延，给人员提供安全的疏散环境。（5）模拟不同组合的空气幕喷射速度与排烟量工况，计算各工况下的空气幕防烟效率。模拟结果得出的空气幕喷射速度、排烟量和空气幕挡烟效率的拟合关系式如下：0

7、42962..057979-.217211VQ12803.关键字：隧道火灾，空气幕，机械排烟，防烟分区，数值模拟，疏散IIABSTRACTSTUDYONTHEEFFECTOFAIRCURTAINANDMECHANICALSMOKEEXTRACTIONONSMOKEDIFFUSIONANDEVACUATIONINTUNNELFIREABSTRACTWiththerapiddevelopmentofChina'stransportationindustry,thenumberandscaleofvarioustraffictunnelsareincrea

8、singlyexpanding.Thisposesahigherc