地铁车站站台层排烟风道的节能分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第41卷第3期l80SichuanBuildingScience2015年6月地铁车站站台层排烟风道的节能分析宋同洋(西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055)摘要：基于地铁车站1：50实体模型开展站台层排烟风道排烟实验，分析排烟风道3种机械排烟量下排烟效果，并结合经济投入对比分析，选择既满足排烟效果要求又经济节能的排烟风道风量。结果表明排烟风道2倍排烟量下节能效果较为良好。上述结论可为地铁车站防排烟节能优化设计提供依据和参考。关键词：排烟风道；排烟实验；经济投入；节能效果中图分类号

2、：TU962文献标志码：B文章编号：1008—1933(2015)03—180—03员通行的楼梯竖井，站台层模型尺寸为2．16in(L)0引言×0．48m(W)×0．11TI(H)，模型示意如图1所示。地铁发展过程中始终存在着一个不容忽视的问题，即地铁火灾的发生，而地铁火灾发生后，排烟风道的排烟效果对人员生命安全起到了至关重要的作用。已有文献对此做了大量研究，韩国仁川大学的Dong—HoRie⋯等建造了1：40的小尺寸模型试验图11：50模型构造(单位：cm)台，结合数值模拟完善试验工况，探索排烟口开启的1．2火源

3、设计最佳模式。中国科技大学钟委根据小尺寸模型目前国际上并没有对火源强度给出比较明确的重点研究地铁站火灾烟气流动特征，以及排烟风道规定，英国消防研究所(FRS)根据实验将行李火灾的合理设计方法。由于地铁火灾的特殊性和复杂的火源强度取为1．8MW，美国标准技术研究所性，现存的研究成果没有对排烟风道的节能效果进(NIST)通过实验研究，得到火源的规模为1．74行深入的分析，本文将通过实验对排烟效果进行研MW，顾正洪、程远平等认为旅客行李着火时其最究，通过理论分析对排烟的经济投入进行对比，对排大火源强度不超过2MWl4J，

4、综上本次研究将火源烟风道进行综合节能分析，确定出排烟风道的合理强度取为2MW。火源位于站台中部，如图2所示。设计方式，从而为地铁车站排烟风道的设计提供一定的参考。1地铁车站模型站台层火灾实验本文以西安地铁2号线行政中心车站为研究对图2火源位置示意(单位：cm)象，其实际物理尺寸为108in()×24ITI()×5nl1．3温度测点的布置(H)，其中站台层位于地下二层，为研究方便，合理实验中烟气温度采用热电偶来测量，站台层中建立了1：50比例尺的地铁车站实物模型，本次研究共布置65个测点。在站台层顶部布置一串共21个

5、在地铁车站模型站台层进行了火灾实验。测点，热电偶树B1到热电偶树B11分别相距0．21．1地铁车站站台层的模型概况nl，每支热电偶树自下而上均匀布置5个测点，间距地铁车站站台层的物理尺寸为108m()×24为0．021TI，最低测点距该层底部0．02Ill。热电偶的m()×5m()，在站台层的顶部两侧安装有一个测温范围为0—500oC。测点布置如图3所示。排烟风管及一个送风风管，站台层存在两个用于人收稿日期：2014-06—18作者简介：宋同洋(1988一)，男，河南信阳人，硕士研究生，主要从事地铁火灾研究。基金项

6、目：陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项项目(2oo9zDKG—47)；陕西省教育厅专项项目(11JK0948)E—mail：stysongtongyang@163．tom图3温度测点布置宋同洋：地铁车站站台层排烟风道的节能分析1811．4机械排烟量及站台层安全高度的确定我国国家标准GB50157-2003《地铁设计规范》5中关于地铁火灾排烟量的规定为：～个防烟分区的建筑面积按1m／(in·min)计算。依据此规定，本实验排烟量取为1倍排烟量(即标准排烟量)0．024m。／s、2倍排烟量0．048m／s、3

7、倍排烟量0．0721TI／s。地铁发生火灾后，若人员能在一定高度范围内不受烟气威胁而安全疏散，则该高度被称为安全高度。根据上海市工程建设规范DGJ08—88_2O06《建筑防排烟技术规程》计算得出本次实验安全图5100s时排烟量对竖向温度影响(位置B9)高度为2．05rfl，考虑身高等因素，本文将站台层安沿顶部蔓延，故烟气顶棚温度也能反映烟气的蔓延全高度取为2m。规律。由图6可知，火源上方的烟气顶棚温度是最1．5实验结果及分析高的，随着离开火源距离的增大，烟气顶棚温度逐渐1．5．1竖向温度的变化及排烟量对竖向温度的

8、影下降，下降速度逐渐变缓，烟气顶棚温度以火源为中响心基本呈对称分布，100s时顶棚温度大部分低于地铁站台发生火灾后短时间内站台内温度就会40℃，250s时顶棚温度已都在50℃以上。快速上升，烟气竖向温度连续变化且存在温度梯度，18。离顶棚越近的区域温度上升速度越快，顶棚温度最16O高，从上至下温度逐渐降低。由图4可知，无机械排140烟时200s后上部区域的温