北京某地铁站烟气扩散和人员疏散的研究

摘要

随着社会的进步和城市的发展,人们对地铁交通枢纽的防烟疏散的安全愈发的关注。地铁运输系统具有准时、安全、速度快、低污染、运量大、受环境影响小以及节能等优点,已经成为缓解大都市交通拥堵问题的一种有效途径。但是,许多灾害因素却威胁着地铁站的安全,尤其是火灾因素。当其起火后,由于地铁的相对密闭、人员密集、火灾扑救困难、系统安全比较脆弱等特点,导致火灾烟气蔓延的速度很快,人员疏散困难,容易造成群死群伤的事故。烟气是地铁火灾事故中伤害生命的主要因素,设计合适的地铁防排烟系统,确定合理的防排烟方案具有重要意义。
　　 通过对阜成门地铁站不同工况的现场烟气试验,测得地铁站的进风口、排风(烟)口、隧道口等风速数据,为CFX软件的数值模拟提供参数。获得了烟气水平蔓延至站厅以及竖直下降到安全高度的时间,以验证人员能否安全疏散及相应试验工况的数值模拟结果是否正确,从而验证数值模拟研究大型地铁站烟气扩散规律具有较高的可靠性。可以提供救灾决策支持信息,制定科学的应急救预案。
　　 通过对北京地铁站和火车站的调查观测,获得数据通过数理统计和分析,得到了行人的组成特性和行人的交通流特性(流量、密度与速度关系)等特征参数。是目前国内关于多层地下交通枢纽,数据样本量最大、数据最齐全的调查数据。将这些基础数据输入STEPS疏散模型进行数值仿真,得出疏散时间,指导疏散设计或评估安全水平。
　　 本文根据两种软件模拟的计算结果以及现场试验结果,进行比较,可以得出火灾情况下,南站厅楼梯口基本可防止烟气蔓延至站厅,而北站厅不足以有效的防止烟气蔓延,因而北站厅人员的安全疏散存在一定的安全隐患。论文的研究可以得出地铁站人员是否能安全疏散,评价地铁的整体或局部火灾安全性能,同时,为地铁站的安全设计、疏散预案评价和疏散行动指挥等方面的工作提供科学依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究目的和意义

1.4 研究内容与研究范围

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究范围

1.5 研究方法和技术路线

1.6 课题来源

第2章 烟气蔓延控制和安全疏散基本理论

2.1 烟气控制的设计要求

2.1.1 常规的烟控系统设计

2.1.2 烟气的基本状态参数

2.1.3 烟气质量流率的计算

2.1.4 烟气流动的计算

2.1.5 烟气扩散软件简介

2.2 安全疏散基本理论

2.2.1 安全疏散的概念与标准

2.2.2 影响安全疏散的火场因素和Tcrit的确定

2.2.3 安全疏散时间计算

2.2.4 国内外防火规范中规定的疏散时间

2.2.5 人员疏散软件简介

第3章 地铁站防排烟性能检测和人员特性观测分析

3.1 阜成地铁站概况

3.1.1 阜成门简介

3.1.2 站台、站厅、出入口情况

3.2 地铁站防排烟性能检测

3.2.1 阜成门站排烟工况测试

3.2.2 实验测试结果分析

3.2.3 阜成门热烟实验

3.2.4 热烟实验测试结果分析

3.3 地铁站和火车站人员特性的观测

3.3.1 调查过程

3.3.2 交通枢纽内行人组成特性

3.3.3 行人速度特性

3.3.4 行人交通流模型

3.3.5 结论

第4章 CFX的烟气控制和STEPS人员的紧急疏散模型的建立

4.1 CFX烟气扩散控制计算模型建立

4.1.1 CFX模型的简介

4.1.2 CFX模型的有效性验证

4.1.3 CFX烟气模型的建立

4.2 STEPS人员疏散模型的建立

4.2.1 STEPS模型的前提假设条件

4.2.2 STEPS模型有效性验证

4.2.3 STEPS人员疏散模型建立

第5章 结果分析与对比

5.1 CFX模拟结果分析

5.1.1 烟气水平扩散情况

5.1.2 烟气的竖直下降情况

5.2 STEPS模拟结果分析

5.3 结论

第6章 建议改造方法与展望

6.1 建议改造方法

6.2 创新点

6.3 研究展望

硕士学位期间发表的学术论文

致谢

参考文献