地铁长区间隧道排烟模式节能性分析.pdf

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1、四Jif建筑科学研究第41卷第3期192SichuanBuildingScience2015年6月地铁长区问隧道排烟模式节能性分析安健，朱常琳(西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安摘要：针对地铁长区间隧道中着火列车停在中间竖井处的火灾情况，搭建1：10比例的隧道模型并开展火灾实验，研究烟气自然填充时不同竖井高度、机械通风时不同纵向风速和不同竖井排烟风速下隧道内的顶棚温度分布、人眼特征高度处温度分布和CO浓度分布规律，得出最佳的排烟模式。结合经济投入对比分析，选择既满足排烟效果又经济节能的排烟方式。结果表明，排烟时采用最低的竖井高度10m，不开启竖井排烟设施，只

2、通过竖井前后的纵向通风速度=1．6m／s，：=2．5m／s排烟，此时的节能效果最优。研究结果可为地铁长区间隧道的排烟节能优化提供一定的参考。关键词：地铁长区间隧道；烟气控制实验；经济投入；节能效果中图分类号：TU111文献标志码：B文章编号：1008—1933(2015)03—192—05特征时间相似关系：t：0．316t0引言火源强度相似关系：Q=0．oo316Q目前，我国各大城市的地铁建设正在飞速发展，流速相似关系：=0．316v其中地铁长区间隧道是遇到的一个新的课题，具有烟气浓度相似关系：Ym=yf较大的研究意义。对于地铁长区问隧道，可能出现1．1隧道模型正常行

3、车时有两辆列车同时在该区间运行的情实验隧道原型是重庆轨道交通六号线二期工程况⋯。本文主要研究地铁长区间隧道设中间风井铜锣山隧道，为便于研究，实验建造了1：10局部的方式下，列车中部着火且停在中间风井处时隧道内单洞单线矩形地铁区问隧道。隧道模型由区间隧道烟气的流动特性和规律，并展开实验研究。地铁区和中间竖井组成，区间隧道纵向断面尺寸为0．44m间隧道不同位置处发生火灾时的排烟模式比较复×0．52m，断面面积0．2288m。竖井断面尺寸为杂，现有的研究对各种排烟模式的节能效果分析更0．5m×0．4m，断面面积0．2m。实验台在隧道侧是很少，本文通过实验对各种排烟模式下的排

4、烟效面安装了两块耐高温防火玻璃板，用来观察隧道和果和经济投入比进行综合节能分析，确定经济合理中间竖井附近烟气的蔓延情况。实验模型区间隧道的排烟模式，为地铁长区间隧道排烟模式的设计提长度6．5m，由5节拼接而成，每段长1．3m。竖井供一定的参考。高度2m，由4节拼接而成，每段长0．5m，实验模型1实验设计如图1所示。实验模型与隧道原型的比例为1：10，根据Froude相似原理，隧道模型(下标m)与隧道原型(下标f)的同名参数之间的关系如下。模型与实体几何相似关系：=0．1L温度相似关系：Tm=收稿日期：2014-06-19作者简介：安健(1988一)，男，山西晋中人，硕

5、士，研究方向：地铁环控。通讯作者：朱常琳(1969一)，女，湖南双峰人，副教授，研究方向：地铁环控。Email：93050688@qq．con基金项目：西安建筑科技大学自然科学基金项目(JC1208)；陕西省教育厅自然科学基金项目(12JK0569)E—mail：heutaj@126．COB图1地铁区间隧道火灾模型实验台2015No．3安健，等：地铁长区间隧道排烟模式节能性分析1931．2火源功率通过数据拟合得到关系式Y=一0．77946x+火源采用柴油油池火，实验中设计了深度为51611．970。拟合直线的斜率为一0．77946，则稳定燃em、直径d=26em的圆形

6、油盘。柴油燃烧过程中烧时柴油的质量损失速率为0．78g-s～；相关系数利用电子秤和秒表实时测量并记录油量随时间的变R=0．99917，拟合结果较好。化。根据柴油充分燃烧时质量变化曲线的斜率得到火灾稳态燃烧阶段的热释放速率利用Q=×柴油的质量损失速率，如图2所示。进行数据处理m×△计算，其中燃烧效率因子值取0．8，m表时，截取稳定燃烧阶段40—360s的数据作为分析示稳定燃烧时柴油的质量损失速率，柴油燃烧热值对象，对其进行直线拟合，尺寸为d=26em的油盘△日取43．2kJ·g～，模型对应的热释放速率23．6kW，原型对应的热释放速率为7．5MW。1．3实验数据采集系统

7、实验数据采集系统包括温度采集系统和CO浓度采集系统。测点布置情况如图3所示。在实验模时咄世型隧道的纵向方向上，火源和竖井之间布置了16组捐爱热电偶，每组热电偶间距200mm。隧道中第一组纵向热电偶距顶层10mm，近似测量火灾时隧道顶棚温度的变化；第二组纵向热电偶距隧道底部275mm，近似测量人眼特征高度处烟气温度的变化。CO测点在人眼特征高度处，位于热电偶树G、H之图2柴油质量随时间的变化间。T———一。。。KMN。’A1’iD1IlE1IlF1GIl塑co·嚣H3In’’儿’K1I’’0L123’M1’’N1’O1TlP1A2B2ffc4‘D2fE