地铁隧道火灾的人员安全疏散设计研究

论文摘要

近年来多数大城市居民已习惯于乘坐地铁列车出行。然而,地铁火灾却是影响地铁运行安全的重大隐患,不容忽视。地铁火灾按照发生地点分为:地铁站台火灾和地铁隧道火灾。地铁隧道火灾的后果往往要比站台火灾更为严重,隧道内人员安全疏散设施设置不足或不合理是造成严重后果的重要原因。本文把地铁在隧道内发生火灾并停驶时,列车上的人员安全疏散作为研究目标。利用性能化防火的方法,以FDS模拟软件为平台,对地铁隧道火灾进行模拟,并根据隧道内人员安全疏散时间对地铁隧道疏散通道进行设计和计算。地铁隧道火灾虽属小概率事件,然而,一旦发生火灾事故,处理不及时将会酿成严重后果。目前,对地铁隧道发生火灾时的人员安全疏散无论从规范还是具体的设计,都没有引起人们足够的重视;本文以天津地铁为研究对象,基于三维湍流过程模型,运用模拟软件FDS对地铁隧道火灾发生后的温度、CO浓度和能见度的变化情况进行数值模拟;根据模拟获得的火场可用安全疏散时间(Available Safety Egress Time,tASET)和人员必需的安全疏散时间(Required Safety Egress Time,tRSET)之间的关系,设计地铁隧道联络通道的宽度以及直通室外的防烟楼梯间的宽度。模拟仿真计算结果显示:在6车编组时,若仅设隧道联络通道,在其间距不大于600m的情况下,联络通道宽度应不小于9.9m;当其间距不大于300m的情况下,联络通道宽度应不小于5.5m;若设防烟楼梯间直通室外,且每隔300m设置两条防烟楼梯间,其净宽度应不小于2.9m。该研究可为地铁隧道设计与安全管理提供参考数据和技术支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 地铁火灾的特点
• 1.3 国内外地铁火灾研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 性能化防火方法的国外研究现状
• 1.5 性能化防火方法的国内研究现状
• 1.6 本课题的研究内容
• 第二章 地铁隧道火灾数值模拟模型的确立
• 2.1 基于计算流体力学的湍流数值模拟技术
• 2.2 地铁火灾模拟基本模型
• 2.2.1 数学模型的求解
• 2.2.2 基本假设
• 2.3 火灾释放速率（HRR）设定
• 2.4 火灾模拟软件
• 本章小结
• 第三章 地铁隧道性能化防火设计的人员疏散研究
• 3.1 人在火灾中行为分析
• 3.1.1 火灾与人行为的关系
• 3.1.2 火灾时期人的行为对安全疏散的影响
• 3.2 火灾时期人员疏散分析
• 3.2.1 人员能否安全疏散的判据
• 3.2.2 安全疏散的时间
• 本章小结
• 第四章 性能化防火设计方法与程序
• 4.1 设计原则
• 4.2 设计依据
• 4.2.1 处方式设计规范
• 4.2.2 性能化防火设计
• 4.3 确定设计目标和对象
• 4.4 基于性能化防火设计的地铁隧道火灾模拟
• 4.5 危险临界条件的确定
• 本章小结
• 第五章 性能化防火设计技术在天津地铁隧道火灾研究中的应用
• 5.1 项目概述
• 5.2 性能化防火设计目标、内容
• 5.2.1 研究目标
• 5.2.2 研究内容
• 5.3 存在的消防问题
• 5.4 安全性判据
• 5.5 火灾场景与火源设定
• 5.6 设计评估分析
• 5.6.1 火灾过程模拟
• 5.6.2 火灾过程模拟结果分析
• 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 6.2.1 进一步分析消化国外的性能化防火设计方法和规范
• 6.2.2 扩大地铁火灾基础数据库的建设
• 6.2.3 尽快完成地铁性能化防火设计指南或导则的研究与编制
• 参考文献
• 附录A 部分火灾模拟程序
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢