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高铁火灾事故模拟实验报告总结概述：随着高铁的普及和发展，高铁火灾事故的风险也日益凸显。
为了更好地应对高铁火灾事故，本次进行了一系列模拟实验。
通过这些实验，我们希望能够深入了解高铁车厢内火灾扩散原理、烟雾产生机制以及火灾蔓延速度等关键问题，并提出相应的应对措施。
一、火灾扩散原理通过模拟实验，我们发现在高铁车厢内发生火灾时，很容易出现快速传播情况。
这是因为车厢内部空间相对封闭，并且材料多为可燃性材料，容易导致局部起火后迅速向周围蔓延。
但同时，在模拟实验中我们还观察到了防止火势蔓延的有效方法。
首先，增加车厢内消防器材的数量和种类非常重要。
适当增设自动喷水装置和手提式灭火器可以有效地抑制初期明火蔓延。
其次，选择具有良好耐热性能和抗火能力的材料进行车厢内装修，可以有效延缓火势蔓延速度。
二、烟雾产生机制模拟实验中，我们发现高铁火灾事故中最危险的不是明火本身，而是由燃烧所产生的大量有毒烟雾。
这些烟雾在很短时间内就会充满整个车厢，使乘客难以逃生。
针对这一问题，我们通过实验总结出以下解决方法：首先，可在车厢内设置自动排烟系统，在火灾发生时及时将浓烟排出车厢，确保车内空气清新。
其次，在设计和选用车厢材料时，要优先考虑其防止释放有毒气体和产生大量浓密黑烟的能力。
三、应对措施为了更好地应对高铁火灾事故，模拟实验还总结出了一系列合理可行的应对措施。
首先，加强员工培训是关键。
所有工作人员应具备扑救初期小规模明火和组织乘客撤离等基本技能，并定期进行消防演练。
此外，在设计上也可以做到更安全。
例如，车厢内配备有效的疏散通道和紧急出口，以便乘客在火灾发生时快速撤离。
增加安全气囊和防火门等装置，能够有效隔断火源。
最后，强调高铁车辆的日常维护与检修工作。
定期检查电路及设施设备的运行状态，防范潜在火灾隐患。
结论：通过模拟实验我们深入认识了高铁火灾事故的危害性，并总结出一些应对措施。
然而，在实际应用中仍需考虑诸多因素的复杂性。
更多基于科技创新和改进设计的研究努力是必要的。
文章编号:1007-6735(2008)05-0501-06 收稿日期:2008-02-20 基金项目:上海市教育委员会科技发展基金资助项目(06NS025);上海教育委员会重点学科建设资助项目(J51401) 作者简介:鲁嘉华(1960-),教授.地铁火灾数值模拟研究综述鲁嘉华1, 张志英2(1.上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海 201620;2.上海工程技术大学机械工程学院,上海 201620)摘要:由于运行、安全等因素的限制,以及技术手段的局限,地铁隧道与车站的火灾预测更多地借助数值模拟结果而制定.本文从火灾模拟新近发展、建模、边界条件、火灾荷载及应用软件等关键点综述最新火灾模拟技术的发展,汲取有益经验,为地铁火灾有效防控提供更为准确的技术手段.关键词:地铁;火灾;数值模拟;综述中图分类号:U 231+.96 文献标识码:ASumm ary of numerical simulation of f irein underground rail w ayLU J ia 2hua 1, ZHANG Zhi 2ying2(1.College of U rban Railw ay Transportation ,S hanghai U niversity of Engineering Science ,S hanghai 201620,China;2.College of Mechanical Engineering ,S hanghai U niversity of Engineering Science ,S hanghai 201620,China )Abstract :Owing to the limitations in the aspeets of operation ,safety ,etc ,and the confinement of tech 2nical means ,measures for fire forecast and control are usually taken with the help of numerical simula 2tion.The article focuses on those factors as research advance ,model ,boundary conditions ,HRR (heat release rate )and applicable softwares ,which mainly influence the fire simulation ,aims to give a sum 2mary of the advance of numerical simulation of fire in underground railway in recent years ,and thus supplies some helpful experiences for the further research on fire forecast and control.K ey w ords :underground rail w ay ;f i re ;numerical si m ulation ;sum m ary 中国城市轨道交通正处在高速发展的阶段,若干年后,建成线路的运行里程将达到发达国家的水平.城市地铁作为便捷的交通工具已成为市民出行的首选,因此,地铁运行安全将是设计和运行管理最主要考虑的问题之一.诸多可能的灾难中,火灾又是危害最大的,1995年阿塞拜疆首都巴库的地铁火灾造成300多人丧生,2003年韩国大丘市地铁纵火事件导致198人死亡等灾难,进一步凸现地铁火灾研究的重要性和紧迫性.许多国家在地铁设计规范中制定了比较严格的与人员疏散匹配的通风与排烟规范,在设计中通过计算结合实验达到规范要求.比如2003版地铁规范强制条件中第19.1.39条规定,当站台发生火灾时,应保证站厅到站台的楼梯和扶梯口处具有不小于1.5m/s 的向下气流,在实际设计中,主要是用楼扶梯开口总和面积去除站台层的排烟量进行校核,由于设计计算未充分考虑不同尺寸的开口阻力特性以及烟气量估计值的误差,这一校核比较粗糙.随着城上海理工大学学报 第30卷 第5期J.University of Shanghai for Science and TechnologyVol.30 No.5 2008 市地铁网络化的逐步形成,多线并站换乘使地铁车站布局趋于复杂,通风和排烟的影响条件更加多样化,实验模拟车站火灾因成本高昂和影响运营而较难实施.基于这些原因,目前国内外普遍采用数值模拟进行地铁火灾模拟,它能模拟多种情景和边界条件的火灾,从而为确定排防烟方案和人员疏散路线提供依据,这种方法相对经济、有效.1 地铁火灾模拟的最新进展新近的地铁火灾数值模拟更加严格地围绕设计规范、近年地铁所采用的技术、复杂的布局与地理特征及活塞风作用等要素展开研究,针对性明显加强.模拟的任务是关注同一层面处(横向)和不同层面间(纵向)烟气气流的运动演变和气场分布变化,分析隧道、站台内烟气蔓延过程和流动特征;站台向上层设备层及站厅层、站台向疏散楼梯间内的烟气蔓延过程、站台层/设备层/站厅层联通开口处的流动特征,验证车站防排烟设施的合理性;屏蔽门启闭对火灾的影响等.由数值模拟,能评估地铁既有和拟用排烟系统在多种运行模式下的火灾烟气排控能力,实现站台排放烟方案的最优化.文献[1]数值模拟了地铁站台纵、横向不同站点的烟气温度、有毒气体浓度及可见度等特征参数信息,重点分析排烟系统是否足够保持楼扶梯开口处具有1.5m/s向下的风速、疏散楼梯间是否保持正压和无烟气进入,从而验证出口楼梯和疏散通道的宽度,确认远期高峰小时客流量时发生火灾的情况下, 6min内将一列车乘客和站台上候车的乘客及工作人员全部撤离站台.数值模拟隧道内火灾,可以观察平均风速是否大于2m/s的临界空气流速(《地铁设计规范》和美国《地铁环控设计手册》规定值中取大者),检验通风系统烟气是否能有效地控制烟气流动,保障乘客能沿隧道内某一方向撤离.文献[2]是可借鉴的实例.它针对成都南部地铁在国内首次采用地面开口自然通风模式,当区间隧道发生火灾时,以人员逃生路线最大高度处(距轨面2.9m)的安全温度上限为模拟计算的控制条件,模拟了通风竖井间距、隧道中隔墙,以及风口阻力系数对自然排烟通风效果、烟气分布浓度的影响,为区间隧道的结构选型提供了必要的依据.文献[3]以简化排烟系统、节约建设成本为目的,尝试了用空气幕作为地铁站楼梯口防烟手段的设想,模拟分析了一列地铁列车着火时,防烟空气幕对烟气扩散控制的效果.结果表明,在楼梯口设置防烟空气幕不仅可以保证人员在6min以上的安全疏散时间,而且所需的新鲜空气量比传统方法更少,有效阻止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散.该数值模拟研究的重点是站台层,物理模型中将地铁站站厅层去掉了,文献并未祥述边界条件如何反映几何模型的变化,结论的准确性需进一步确认.针对深圳地铁深埋,风压损失较大的特点,文献[4]应用火灾动力学模型数值模拟了车站的排烟设计,探究了如何有效阻止烟气向上方站层蔓延、车站竖直井道如疏散楼梯间是否在火灾发生时容易形成烟囱效应,加大对烟气的抽吸等,以确认深埋点疏散楼梯间的微正压和无烟气的进入,使站台火灾不轻易进入站厅层.这一数值模拟对同类地铁车站具有借鉴作用.随着屏蔽门的大量启用,其安全性正引起人们的关注.文献[5]针对设有屏蔽门的地铁车站在中部火灾的最不利情形下,分别采用自然排烟、机械排烟和关闭轨底排烟系统模式,模拟了烟气扩散情况,给出了烟气的温度场和浓度场.模拟结果显示,若车站机械排烟系统没有开启,烟气很快便充满整个车站空间区域以及车站南北两端的出入口,使人员无法安全逃生;车站设置屏蔽门系统后,对烟气向四周的扩散有一定的阻挡作用,致使烟气的主要扩散方向为沿隧道两端方向;车站机械排烟系统开启后,车站现有的机械排烟系统能够满足国家规定的6min 的人员安全疏散要求,保证了站厅及出入口区域基本上没有烟气,使人员可以安全逃生;考虑到车站设置了屏蔽门本身对烟气向站台区域扩散具有一定的阻挡作用,以及烟气向上运动的趋势,应尽可能将烟气从上部区域排除.模拟发现在车站现有排烟系统的基础上关掉轨底排烟系统时,排烟效果更好,对人员的安全疏散更为有利.Chen等人[6,7]对台湾G ong2Guan地铁车站站台屏蔽门在着火情形下部分开启的情况作了考察,数值模拟表明,屏蔽门虽然没有明显地影响烟气运动,但由于隧道风机对烟气抽吸作用集中在屏蔽门孔处,强化了抽吸作用,因此,站台温度有所下降.文献[8]就活塞风对地铁火灾烟气运动的影响进行了数值模拟,在某一设定活塞风模型下,考察地铁火灾烟气的蔓延特性,对有无活塞风情况下的烟气温度进行了比较.主要结论是活塞风的“吸风”对列车进站端的烟气有回灌作用,并将有害毒气卷吸到更低的区域,不利于人员疏散.205 上海理工大学学报2008年第30卷 Park[9]和蔡波[10]等模拟了韩国大丘地铁火灾,重点模拟对比了有无强制通风烟控系统下地铁火灾的发展情况.结果表明,强制通风烟控系统能够有效实现火灾现场的空气流通,补充氧气,提高能见度和降低温度.但模拟未计活塞风的作用,这与大丘J un2 gang2Ro车站火灾发生时两列列车前后相向进站,具有活塞风作用的条件明显不符.2 地铁火灾数值模拟的数学模型目前地铁火灾数值模拟采用的流动模型大体上分为区域模型(zone model)、场模型(fleld model)、网络模型(network model)和场区网复合模型等,常用的是前两种.2.1 区域模型特点区域模型将室内空间人为地分成2～3个区域,一般划分为上部热烟气层和下部冷气层,且认为每个区域内部的各种参量均匀分布,都是时间的函数.为进一步简化问题,对区域模型作如下假设[3]:a.室内上部烟气层和下部冷气层均匀;b.上下两层有明显的分界面;c.燃烧产物和有效热量及卷吸的空气全部进入上部热烟气层,且充分混合;d.下部冷气层视为热透明体,忽略火焰、烟气羽流对上部热烟气层和下部冷气层的直接辐射作用;e.上下两层及周围空气均视为理想气体.采用区域模型进行数值模拟,宏观地认为物理量仅以竖直方向变化.在火灾发展及烟气蔓延的大部分时间内,室内烟气分层现象相当明显,因此普遍认为区域模型给出的近似相当真实,是一种计算时间短,计算代价低又能保证足够精度的模拟方法.迄今,美国国家标准技术研究中心(N IST)采用区域模型开发的CFAST软件在模拟站台等结构简洁的大空间火灾中得到了较广泛的应用,但对于尺寸比例超过10的狭长的空间,由于热羽流与下层冷空气层充分混合,区域模型的前提已经不存在,计算结果出现明显异常[11,12].2.2 场模型特点场模型由于真正引入了火灾发生、发展过程中各状态参数空间分布及其随时间变化的控制方程,使之能精确地反映火灾过程中烟气运动的速度、空气温度的变化、空气中各组分浓度的变化以及火焰的蔓延速度等.场模型原则上适用分析任何类型的火灾.目前场模型数值模拟中成熟的湍流模拟方法有:直接数值模拟(DNS),大涡模拟(L ES)和雷诺平均数值模拟(RANS).DNS是使用同一尺寸网格直接对原始的N S方程求解,不使用模型假设,因此,要求网格尺寸足够小.L ES中网格划分较细,尤其是近壁区,网格必须加密到足够精细才能分辨出湍流结构.大于网格尺寸的涡漩结构用非稳态的N S 方程直接求解,而小尺度的涡漩采用一种近似的模型.由于这种近似,所以直接模拟精度低于DNS.但L ES对计算机内存的速度远低于DNS,因此,近年来L ES的研究与应用日趋广泛.RANS将非稳态N S方程对时间作平均,由于引入了脉动值的附加项,使得原先的方程组不封闭,需另补充确定这些附加项的关系式,但又不能引入新的未知量.将湍流的脉动值附加项与时均值联系起来的特定关系式称为湍流模型.Spalart[13]在综合比较了各种湍流模拟方法之后认为,将来最实用的方法是RANS或RANS/ L ES,近几年发展起来的分离涡模拟(DES)方法就是RANS/L ES混合方法.它是一种利用单一湍流模式的三维非定常数值求解方法[14],在网格足够密的地方相当于L ES中的亚格子应力模式,在其他地方相当于RANS模式.它的最大优点是能捕捉到分离流动的主要特性而又相对经济.文献[15]发展了基于κ-ε湍流模式的DES方法,用它来模拟单室火灾过程中的速度和温度分布,其计算结果与L ES计算结果和实验数据进行比较,得到了满意的结果.κ为湍流脉动动能,ε为湍流脉动动能耗散率.3 地铁火灾数值模拟的边界条件结构、环境与运行状态等构成了地铁火灾数值模拟的边界条件,它们包括:a.被研究站台、站厅之间的连接; b.车站自然通风及机械通风,风井、回风道的配置及组合开启;c.车站人员与设施附加的热负荷;d.火灾时车辆的移动及活塞门的启闭;e.计算域周边风速、风压、传热与传质及壁面处气流是否滑移等.随着大城市地铁运营逐渐网络化,大型换乘地铁车站结构趋于复杂,当被研究站台和站厅需要从整体中隔离时,连接关系应真实体现.常规做法就是在几何建摸中,在被截断通道的交界处根据自然通风或机械通风条件确定风向与风速,或直接用风机流量表示边界条件,主要取决于不同软件的输入要求.赵耀华等对模拟边界提出了一种“连体模305 第5期鲁嘉华,等:地铁火灾数值模拟研究综述 型”[16],即当某一个车站发生火灾时,计算区域为其两端各一个车站和各两个区域(三车站、四区域);当某一个区间发生火灾时,计算区域为该区间两端各两个车站和各一个区间(两车站、三区间).两种情况下,所有出入口均可假定为自由边界条件,模拟结果与现场实验结果基本一致.这一模型的优点是全局观较强,简化了人行出入口,减小了计算量,并使计算容易收敛,但是对于局部火灾,这种模型并未简化.Chen等[6]在对台北G ong2Guan车站进行火灾数值模拟中分别用不同的风速和风向表示站台下侧排烟口(U PE)的开启、站台排烟门(SEG)的开启和隧道通风风机(TVF)的开启等不同排放烟通道组合开启下施加的边界条件,与实际运行工况比较符合,模拟结果具有较强的参考价值.对于站台火灾,文献[17]把设备及广告灯箱照明发热量、车站人员热负荷、停靠列车热负荷(主要包括阻力发热、列车辅机以及列车制动发热量等)作为边界条件计入.而活塞风热负荷主要受隧道断面阻塞比、隧道内通风方式、隧道与车站连接部分的构造以及列车速度、编组长度、运行间隔等因素的影响,取列车通过隧道引起的活塞风量为1500～2000m3/列,列车运行侧进入站台的活塞风速为0.72m/s,非运行侧的诱导风速为0.50m/s.虽然热负荷计量非常全面,但定量值会因车站而异,不应照搬.无论隧道还是车站火灾数值模拟中,现有文献几乎在壁面均采用无滑移边界条件,考虑到隧道轴向导热与径向导热相比可忽略不计,因此,隧道围护结构的导热按径向导热处理,并假定其外壁温度与地面下深层土壤温度相同[18].4 地铁火灾荷载的确定地铁火灾主要危害来自于热和烟气,而最大的危害是由热引起的.因此,不论区域模型还是场模型都离不开对火源热释放速率(HRR)的研究.热释放速率是评价火灾危险性的重要参数,也是进行火灾模拟研究的基础参数.虽然在过去20年里,火灾过程中热释放速率的测试方法有较大发展,出现了基于氧消耗原理的热释放速率测试方法和基于质量损失速率的热释放速率测试方法,但涉及因素过于复杂,世界各国对于地铁火灾荷载的确定至今没有明确表述.地铁火灾荷载的确定需要考虑两个方面:一是固定荷载,考虑地铁车厢本身的可燃物,主要包括列车车体的地板、窗体、墙壁及天花板材料,座椅及装饰材料;二是移动荷载,考虑旅客携带的行李物品.有关地铁列车火灾的热释放速率仅有很少的公开数据,主要原因是开展列车火灾的全尺寸实验非常困难.目前国内外文献大多采用t2模型来描述火灾过程的热释放速率随时间的变化:Q=at2,其中, t为时间,Q为热量.火灾发展速率a根据NFPA 对火灾按极快、快速、中速和缓慢4种分类分别确定.国外发达国家对其最大值大都采用5～50MW,且重点研究10MW情况的火灾实验.如美国的Mi2 clea和Mckinney,英国的Rhodes,加拿大的Slusar2 czyk,Sinclair和Bliemel等学者均对一系列不同结构的地铁系统在10MW下的火灾工况进行了相应的研究[19].由于新型的地铁车辆普遍采用不燃、阻燃材料,进一步降低了列车车厢发生火灾后的热释放速率,相对提高了安全性,选取10MW作为一节车厢火灾的最大热释放速率成为比较一致的做法.文献[20]进一步指出,对于国内新投入运行的地铁车辆,由于其结构都是不燃或阻燃材料组成,车辆着火时热释放速率取7.5MW,香港新机场线的列车已降低至5MW.中国矿业大学程远平由地铁车厢实验测定参数,运用氧消耗原理计算得到的地铁车厢火灾热释放速率[21～23]显示一节车厢火灾的最大热释放速率为23.8MW,3节车厢火灾的最大热释放速率为50.9MW,且认为地铁列车火灾的发展速度接近火灾模型中的超快速火灾.关于移动负荷,英国学者认为在人员聚集公共场所火灾规模为2.0～2.5MW,该数据正被广泛采用[21～23].文献[24]通过对北京、上海、广州及深圳等地铁的实地调研,考虑乘坐地铁赶往机场、火车站及换乘站等场所,乘客携带的行李较多,行李中可能包括较易燃烧的纤维织物、纸张及食品等,同时考虑到人为纵火及其他爆炸物等,建议选取5MW作为移动荷载,并设为超快速增长火.文献[25]通过实验测试木头、皮革和海绵的热释放速率,在实验过程中通过数据采集系统直接测定可燃物质量随时间的变化,换算为可燃物的热释放速率.实验表明,木头的热释放速率对火源热释放速率的影响最大,海绵燃烧所需温度最低;皮革比木头和海绵具有较长的阴燃时间;皮革需要较多的热量来加热本身而分解出挥发性气体.这些结果对修正固定和移动负荷的热释放速率有积极的意义.405 上海理工大学学报2008年第30卷 5 地铁火灾数值模拟应用软件由应用情况分析,目前适用于地铁火灾数值模拟场模型的软件主要有FDS软件、SES软件、CFX 4软件、SMAR TFIRE软件、PHOEN ICS软件、FL U2 EN T软件等,适用于区域模型的软件主要有CFAST软件.FDS软件是美国N IST的建筑与火灾研究实验室(BFRL)开发的产品,FDS模型是以大涡模拟(L ES)为基础的三维计算流体动力学软件,可以模拟火灾湍流流动过程.该软件采用数值方法求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的N S方程,重点计算火灾中的烟气和热传递过程.由于FDS程序是开放的,其准确性得到了大量试验的验证[26].因此,在火灾科学领域得到了广泛应用[4,10].虽然FDS模拟软件有诸多优点,但是同其他模拟软件相比,几何建模仍不灵活.SES软件擅长于铁路设计计算,可计算隧道内气流速度、温度、湿度及风量及空调负荷等,它可用于模拟各种列车推进及刹车系统,包括机械通风、车站空调及轨道排风等各种环境控制系统,相互连通的隧道、车站和地下通道网的气流,由不同车种及不同运行时间表组合的一连串列车的开启情况,稳态和非稳态热源,火灾工况下列车停留在隧道内气流与风机的相互关系等.虽然该软件仅适用于一维气流的分布分析,但其结果往往能作为CFD三维计算的边界条件[16],因此,SES软件在地铁火灾的模拟研究中发挥着积极的作用.CFX软件由英国AEA Technology公司开发. CFX除了可以使用有限体积法之外,还采用了基于有限元的有限体积法.它对六面体网格单元采用24点插值,对四面体网格单元采用60点插值,吸取了有限元法的数值精确性.在湍流模型的应用上,CFX 最先使用了大涡模拟(L ES)和分离涡模拟(DES)等高级湍流模型.CFX使用全隐式多网格耦合求解技术,避免了“假设压力项求解修正压力项”的反复迭代过程,而同时求解动量方程和连续方程,计算稳定性提高了很多[27].文献[6]用其模拟了台湾G ong2Guan地铁车站的火灾,取得了比较详细的结果.SMAR TFIRE软件是由英国格林威治大学的防火安全工程学小组(FSEG)开发的,它是基于SIMPL E算法的火焰数值模拟软件,可采用κ-ε模型及六通量辐射模型,模拟多室火灾过程.在国内,该软件已被用于广州地铁烟气扩散的数值模拟及人员疏散研究、北京奥运场馆性能化放火分析软件系统的实现等工程[28].PHOEN ICS软件可选用带浮升力修正的κ-ε两方程模型,动量方程采用交错网格方法进行离散,其余方程的离散采用有限容积法.其火灾计算Flair 功能对火灾场景进行很好的描述,自带的IMMO2 ERSOL能模拟辐射换热.由于能与AU TOCAD软件进行数据传递,复杂地铁车站和隧道结构能得到完整的体现,使模拟准确性得到基本保证[2,16,18,29].作者应用该软件对上海地铁人民广场站的火灾模拟取得了较好的结果.FL U EN T软件采用有限容积法对控制方程进行离散化并进行数值求解.它可使用三角形、四边形、西面体、六面体和金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动,进行二维和三维的流动分析,适合地铁车站的复杂构形.可完成多种参考系下恒定与非恒定流动分析、可压和不可压流体计算、层流和湍流模拟、传热和热混合分析、化学组分混合和反应分析、多相流分析、固体与流体耦合传热分析、多孔介质分析等,它的湍流模型包括κ-ε模型、Reynolds应力模型、L ES模型、标准壁面函数及双层近壁模型等,适合地铁火灾烟气复杂构成和流动特性的分析与模拟[3,8,30,31].CFAST软件是美国N IST建筑火灾研究室在FAST和CCFM基础上发展出来的,它在常规尺寸建筑火灾烟气计算方面取得了较好的效果,它能模拟烟气的扩散、冷空气层高度、热烟气层温度、烟气中的有毒气体组分等,目前在区域模型中得到较广的应用[11,32],但其在狭长区域计算中的模拟准确性不够理想.6 结束语地铁火灾预防在大型城市公共交通安全保障中有着极其重要的意义,由于运行、安全等因素的限制,以及技术手段局限,地铁隧道与车站的火灾预防措施更多地借助于数值模拟的结果制定.新近的地铁火灾数值模拟更加严格地围绕设计规范、近年地铁所采用的技术、复杂的布局与地理特征及活塞风作用等要素展开,研究的针对性明显加强.因此,从火灾模拟新近发展、建模、边界条件、火灾载荷及应用软件等关键点综述最新火灾模拟技术的发展,汲取良好的经验,将为地铁火灾的控防提供更为准确的技术参考.505 第5期鲁嘉华,等:地铁火灾数值模拟研究综述 参考文献:[1] 那艳玲,黄桂兴,涂光备,等.地铁车站火灾的烟气流动状况研究[J].暖通空调,2006,36(6):24-28. [2] 陈中,张良焊.地铁区间隧道火灾自然排烟模式的研究与应用[J].现代隧道技术,2006,43(3):62-66. [3] 周汝,何嘉鹏,谢娟,等.地铁站火灾时空气幕防烟的数值模拟与分析[J].中国安全科学学报,2006,16(3):27-30.[4] 高俊霞,史聪灵,钟茂华.深埋地铁防排烟研究[J].中国安全生产科学技术,2006,2(6):39-43.[5] 郑志敏,赵相相,周孝清.地铁车站火灾烟控模式的数值模拟[J].暖通空调,2006,36(5):72-74.[6] CHEN Falin,GUO Shin2chang,et al.Smoke Control ofFires in Subway Station[J].Theoretical and Computa2tional Fluid Dynamics,2003,16(5):349-368.[7] CHEN F,CHIEN S W.Development of escape modelfor passengers and analysis of shortest allowable evacua2tion time in subway stations of TRTS[R].Taipei:SinoTech Engineering Consulting Company.[8] 孙路.带屏蔽门的地铁站通风兼排烟系统问题探讨[J].铁道标准设计,2006,26(7):95-96.[9] PAR K Hyung2ju.An investigation into mysterious ques2tions arising from the Daegue underground railway arsoncase through fire simulation&small2scale fire tests[A].6th Asia2Oceania symposium on Fire Science and Tech2nology[C],2004,16-27.[10] 蔡波,李辉亮,廖光煊.地铁火灾中强制通风烟控系统作用的模拟[J].中国工程科学,2005,7(8):80-83. [11] 周德闯,刘晓平,李振华,等.区域模拟方法在性能化防火设计工程中的适用性[J].中国科学技术大学学报,2006,36(1):110-115.[12] WAL TER W J,RICHARD D P,G L EEN P F,et al.Technical Reference for CFAST:An engineering tool forestimating fire and smoke transport[R].Washington:N IST,2003.[13] SPALART P R.Strategics for turbulence modeling andsimulation[J].Int J Heat Fiuld Flow,2000,21:252-263.[14] TRAV IN A,SHUR M,STRL ETS M,et al.Detached2eddy simulations past a circular cylinder[J].Int J FlowTurbulence and Combustion,2000,63(3):293-313.[15] 李显祥,任玉新.分离涡模拟κ2ε湍流模式及在火灾模拟中的应用[J].清华大学学报,2004,44(8):31-37. [16] 赵耀华,胡家鹏,樊洪明,等.地铁火灾CFD模拟时边界条件的研究[J].工程热物理学报,2007,28(2):310-312.[17] 袁风东,由世俊,杨向劲.地铁侧式站台空调气流CFD模拟[J].西南交通大学学报,2005,40(3):303-307.[18] 周孝清,赵相相,丁云飞,等.地铁区间隧道火灾通风模式的数值分析[J].暖通空调,2006,36(8):7-11. [19] 柯建明.大型车站之建筑火控系统设计与电脑模拟分析[D].台湾:中山大学,2003.[20] 王迪军,罗燕萍,李梅玲.地铁隧道火灾疏散与烟气控制[J].消防科学与技术,2004,23(4):345-347. [21] 顾正洪,程远平,倪照鹏.地铁车站火灾时事故通风量的研究[J].消防科学与技术,2005,24(3):298-300.[22] 顾正洪,程远平,周世宁.地铁排烟风亭与出入口合理的相对位置[J].西南交通大学学报,2005,40(5):691-594.[23] 陈涛,杨锐,孙占辉,等.地铁车站安全疏散模拟计算与性能化分析[A].火灾科学与消防工程论文集[C].香港:香港城市大学出版社,2005,82-88.[24] 杨昀,曹丽英.地铁火灾场景设计探讨[J].自然灾害学报,2006,15(4):121-125.[25] 王盟,徐宇工,胡仁,等.地铁列车中可燃物热释放速率的测定[J].城市轨道交通研究,2006,9(1):47-49.[26] FLO Y D J E,MCGRA TTAN K B,HOSTIKK A S,et a1.CFD Fire Simulation Using Mixture raction Com2bustion and Finite Volume Radiative Heat Transfer[J].Journal of Fire Protection Engineering,2003,13(1):11-36.[27] 王福军.计算流体动力学分析———CFD软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.[28] 张建文,周银.基于软件SMARTFIRE下的火灾模拟研究[J].消防科学与技术,2006,25(6):729-732. [29] 张军杰,钱建民,刘方.侯机厅自然排烟CFD模拟[J].消防科学与技术,2006,25(5):649-651. [30] 邵荃,杨锐,陈涛,等.活塞风影响下地铁火灾烟气运动规律的数值模拟研究[J].火灾科学,2006,15(3):123-127.[31] JOJO S,L I M,CHOW W K.Numerical studies on per2formance evaluation of tunnel safety systems[J].Tunneland Underground Space Technology,2003,18:435-452.[32] FU Zhu2man,HADJ ISOPHOCL EOUS G.A two2zonefire growth and smoke movement model for multi2com2partment buildings[J].Fire Safety Journal,2000,34(3):257-285.605 上海理工大学学报2008年第30卷 。
地铁火灾灾害研究报告xxxxxxx（xx学院xx专业）前言地铁是现代化城市立体交通网络的重要组成部分，因其运量大、快速正点、低能耗、少污染、乘坐舒适方便等优点，常被称为“绿色交通”，越来越受到人们的青睐。
地铁车站及地铁列车成为人流密集的公众聚集场所，一旦发生爆炸、毒气、火灾等突发事件, 人员安全及疏散问题十分严峻，社会影响力非常巨大。
地铁交通在长足发展的同时，地铁事故也在不断发生，较常见且危害最严重的要数地铁火灾。
我们只有真正认清地铁火灾的特性，掌握疏散逃生的方法，采取正确的预防措施，才能有效避免灾难的发生。
关键词地铁火灾成因火灾特征预防及管理逃生管理1.主要目的地铁作为城市交通的骨干，是城市现代化程度的重要指标，它在交通上的独特优势使其成为各地政府投资的热点。
目前我国已经有北京、天津、上海、广州等城市建有地铁，南京、深圳沈阳的地铁正在建设中。
但是，由于地铁客流量大、空间封闭，一旦发生意外后果不堪设想。
在轨道交通系统发生的灾害中，火灾占的比例最高，并且大多是列车火灾。
近三十年来，仅在欧洲和北美就发生重大地铁、轻轨火灾五十多起，最近的有：2003年2月18日韩国大邱地铁纵火案，126人死亡，318人失踪；2003年1月英国伦敦地铁列车撞击月台引发大火，造成32人受伤。
这些教训给地铁安全设计和管理部门敲响了警钟，同时对广大市民也具有重要的教育意义。
在我国政府大力推进地铁建设的今天，地铁火灾事故的预防和应对应该引起全社会的共同关注。
通过对于地铁火灾事故案例分析及资料调研，本文将基于地铁火灾的发生原因，火灾特征，火灾的预防及管理，火灾的逃生等多方面对地铁火灾进行探讨和研究，以期社会能在地铁火灾这一重要问题给予关注。
图1-1 地铁火灾2.主要内容2.1地铁火灾发生原因由车老师上课授课的内容我们了解到地下空间火灾成因大致可分为以下几种：(1) 地铁隧道中违章作业。
(2) 乘客违反有关安全乘车规定，携带易燃易爆品上车或在车上吸烟。
《S市地铁火灾风险评估及人员疏散仿真研究》篇一一、引言随着城市轨道交通的快速发展，地铁已经成为现代城市交通的重要组成部分。
然而，地铁火灾事故的发生不仅会对地铁车辆及轨道设施造成损害，还可能威胁到乘客的生命安全。
因此，进行S市地铁火灾风险评估及人员疏散仿真研究具有重要意义。
本文旨在通过对S市地铁火灾风险进行全面评估，并利用仿真技术对人员疏散过程进行模拟，为地铁火灾事故的预防和应急救援提供科学依据。
二、S市地铁火灾风险评估1. 火灾风险因素分析S市地铁火灾风险因素主要包括设备故障、电气火灾、人为纵火等。
其中，设备故障是地铁火灾的主要原因之一，电气线路老化、短路等问题容易引发火灾。
此外，人为纵火等恶意行为也是不可忽视的火灾风险因素。
2. 风险评估模型构建为全面评估S市地铁火灾风险，本文构建了包括火灾发生概率、火灾影响范围、人员伤亡程度等方面的综合评估模型。
通过收集历史数据、专家意见等方式，对各风险因素进行量化评估，并确定各因素的权重。
3. 风险评估结果分析根据综合评估模型，本文对S市地铁各站点及区段的火灾风险进行了评估。
结果表明，某些老旧线路及设备区域的火灾风险较高，需要加强日常检查和维护。
此外，人为纵火等恶意行为也是需要特别关注的火灾风险因素。
三、人员疏散仿真研究1. 仿真场景构建为模拟地铁火灾事故中的人员疏散过程，本文构建了包括地铁站内部结构、乘客分布、疏散路径等在内的仿真场景。
通过收集地铁站设计图纸、乘客流量数据等资料，建立了仿真模型。
2. 仿真实验及结果分析利用仿真技术，本文对地铁火灾事故中的人员疏散过程进行了模拟。
通过改变疏散策略、疏散口数量等参数，观察疏散时间和疏散效率的变化。
结果表明，合理的疏散策略和足够的疏散口数量对于提高疏散效率、减少人员伤亡具有重要意义。
四、结论与建议通过对S市地铁火灾风险进行全面评估及人员疏散仿真研究，本文得出以下结论：1. S市地铁部分老旧线路及设备区域的火灾风险较高，需要加强日常检查和维护。
某地铁工程火灾安全性研究近年来，随着城市化进程的加快，地铁工程在中国各大城市建设中扮演着重要角色。
然而，地铁工程火灾安全问题也随之成为人们关注的焦点。
为了保障乘客和员工的生命安全，提高地铁工程的火灾安全性，某地铁工程展开了相关研究。
首先，研究团队对该地铁工程进行了全面的安全评估。
通过对车站、车厢、隧道等关键部位进行现场勘察和模拟实验，研究团队分析了可能发生火灾的原因和影响因素。
在此基础上，他们提出了一系列的火灾预防措施和应急处理方案。
其次，研究团队对地铁工程的消防系统进行了优化改进。
他们通过引入先进的火灾探测技术和自动灭火装置，提高了火灾的检测和扑灭效率。
同时，他们还对逃生通道和紧急出口进行了重新设计，确保乘客在火灾发生时能够快速安全地离开。
此外，研究团队还着重研究了地铁工程火灾的烟雾扩散规律。
他们通过模拟实验和数值计算，探讨了不同火源下烟雾的运动轨迹和浓度分布。
在此基础上，他们提出了一种新型的烟雾控制技术，能够减少烟雾对人体的危害，提高逃生效率。
最后，研究团队还进行了火灾应急演练和培训。
他们组织了地铁工程的相关人员参与模拟火灾情景的应急演练，提高了员工的火灾应急响应能力和自救能力。
同时，他们还定期举办培训课程，向乘客普及火灾防范知识和逃生技巧，提高公众的火灾安全意识。
通过以上研究和改进，某地铁工程的火灾安全性得到了显著提升。
研究成果不仅为该地铁工程的安全运营提供了有力支撑，也为其他地铁工程的火灾安全性提升提供了借鉴和参考。
今后，随着科技的不断进步和研究的深入，我们相信地铁工程的火灾安全性将会得到进一步提升，为乘客和员工创造更加安全可靠的出行环境。
关于地铁隧道内地铁车厢火灾烟气蔓延数值模拟研究摘要：地铁隧道一旦出现火灾，在狭长受限空间驱动下极易造成烟气大范围蔓延，导致出现人员伤亡事件，势必迅速成为公众舆论的焦点，也会影响到地铁企业的品牌，也会危及社会公众的生命安全。
本文主要研究不同火源功率下下地铁隧道地铁车厢火灾烟气流动特性、能见度、温度分布、CO浓度等特征参数演化规律，并提出了一些相应的应对措施。
关键词：地铁隧道、火灾、地铁车厢、应对措施1 引言1.1 研究背景近年来，我国已经进入地铁建设的高峰期。
地铁作为大客流、方便快捷的运输载体为城市交通做出重大贡献。
同时，由于地铁属于人员密集场所，尤其在地下区间运行的列车内，人员更加密集、空间更为封闭，一旦发生火灾事故，如果不能及时控制、迅速排出烟气，必然会对乘客的安全疏散构成严重威胁，消防人员无法迅速进行火灾扑救，极易造成重大的人员伤亡和财产损失。
1.2 地铁隧道火灾危险性分析地铁隧道内火灾对人员的危害主要来自烟气的高温特性、遮光性以及有害气体毒性，另外一个就是隧道内人员逃生困难，这是造成此类隧道火灾伤亡大、救援困难的主要原因，接下来从火灾烟气、人员疏散、救援困难等方面进行分析：（1）烟气的危害性地铁隧道是典型的半封闭空间，在其中发生的火灾多为不完全燃烧，燃烧产生大量的烟雾和有毒气体CO等。
同时由于很难进行自然排烟，热量不容易散发，烟气在高温产生的浮力和机械通风的作用下，会沿隧道纵向迅速蔓延。
公认的判定准则为，若隧道内某处2m高度处的气体温度超过180o C，或能见度小于30m，则认为该位置已经达到了危险状态。
（2）人员疏散困难地铁站内人员非常密集，在火灾时要实现如此多人员的安全疏散是一件极其困难的事。
地铁站为狭长型结构，并且隧道内只有一侧有一道1.2m疏散平台，人员在疏散时需要移动较长的水平距离，火灾情况下人员容易出现拥挤踩踏事件等，并且地铁站均位于地下。
（3）扑救难度大由于隧道出入口少，内部能见度低、障碍物多，能深入火场内部的消防人员有限；另一方面，隧道内壁经长时间的烘烤，辐射出大量的热量，消防人员将面临高温考验；加之隧道发生火灾后，当隧道控制中心因断电不能正常运行时，消防队员不能从外部直接观察起火点的燃烧情况，这些都大大的增加了扑救难度。
地铁火灾的研究报告一、引言随着我国城市化进程的加快，地铁作为城市公共交通的重要组成部分，其安全运行问题日益受到广泛关注。
地铁火灾作为地铁运营中的一种极端事故，虽然发生概率较低，但一旦发生，将带来严重的人员伤亡和财产损失，对社会造成恶劣影响。
本研究报告以地铁火灾为研究对象，旨在探讨地铁火灾发生的成因、预防措施及应对策略，提高地铁运营安全管理水平。
本研究的重要性体现在以下几个方面：一是地铁火灾事故的严重性，需引起高度重视；二是地铁火灾事故的成因复杂，需进行全面深入研究；三是目前关于地铁火灾的研究相对较少，缺乏系统性和实用性。
因此，本研究具有重要的现实意义。
在研究问题的提出上，本研究围绕以下问题展开：地铁火灾发生的成因有哪些？如何有效预防地铁火灾？地铁火灾发生时，如何迅速应对，降低事故损失？为回答这些问题，本研究提出以下假设：地铁火灾发生与设备故障、人为因素、管理缺陷等多种因素有关，通过加强安全管理、提高设备可靠性、加强人员培训等措施，可以有效预防地铁火灾事故。
研究范围主要限定在我国地铁火灾事故的案例分析、相关法规政策研究、国内外地铁火灾预防及应对措施的比较分析等方面。
研究限制主要包括数据获取的局限性、研究方法的选择以及地铁火灾事故案例的代表性等问题。
本报告将从地铁火灾的成因、预防、应对等方面进行系统、详细的研究分析，为我国地铁运营安全管理提供有益的参考和借鉴。
二、文献综述地铁火灾研究方面，前人研究成果主要集中在火灾成因、预防措施、应对策略及安全管理等方面。
在理论框架方面，研究者们从系统工程、安全科学、心理学等多学科视角对地铁火灾问题进行探讨。
主要研究发现包括：地铁火灾成因涉及设备故障、人为失误、管理缺陷等多个方面；火灾预防措施包括加强设备维护、提高人员素质、完善法规制度等；火灾应对策略涉及应急预案制定、救援力量配置、通信联络保障等。
此外，部分研究还关注了地铁火灾事故的心理应激、疏散行为等方面。
然而，现有研究仍存在一定争议和不足。
“地铁车厢燃烧性能实体火灾试验”在公安部天津消防研究所
南河试验基地成功开展
韩伟平
【期刊名称】《消防科学与技术》
【年(卷),期】2015(34)4
【摘要】2015年1月9日，中国安全生产科学研究院、北京市地铁运营有限公司等单位联合在公安部天津消防研究所的南河试验基地成功开展了“地铁车厢燃烧性能实体火灾试验”。
地铁车辆的火灾危险性分析及其控制是地铁设计、运营过程中必需解决的重要问题之一，由于缺少相关的火灾特性数据，我国在目前地铁车辆防火安全性能要求多参考围外标肄。
【总页数】1页(P455-455)
【关键词】火灾试验;地铁运营;试验基地;天津消防;燃烧性能;研究所;公安部;中国安全生产科学研究院
【作者】韩伟平
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TU998.1
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1.郭铁男局长在天津消防研究所南河试验基地落成典礼上的讲话 [J],
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地铁隧道火灾中回燃现象的模拟研究的开题报告一、题目：地铁隧道火灾中回燃现象的模拟研究二、研究背景和意义：地铁隧道是一种相对封闭的环境，在发生火灾时，往往会引起严重的后果。
火灾燃烧过程中会产生大量的烟气和热能，烟气的扩散会导致人员窒息、失去意识等意外伤害，而热能则会引发隧道建筑材料失稳、塌陷等灾害。
尤其是隧道内因为环境相对封闭，一旦形成火焰的回燃现象，就会给消防救援工作造成很大的困难和压力。
因此，对地铁隧道火灾中回燃现象的模拟研究具有重要的实际意义。
通过对回燃现象的模拟，能够更加深入地了解回燃过程中的烟气扩散规律、火势变化规律、温度变化规律等，可以帮助消防救援部门更好地制定应对方案，提高消防救援工作的效率和成果。
三、研究内容和步骤：1、回燃现象的机理分析：通过对回燃现象的机理进行深入分析，探究影响回燃现象的主要因素和影响机理。
2、建立地铁隧道火灾数值模拟模型：根据回燃现象的机理和隧道内部结构特点，建立地铁隧道火灾数值模拟模型。
3、模拟分析：通过对模型进行模拟分析，得出回燃过程中的烟气扩散规律、火势变化规律、温度变化规律等相关数据。
4、方案制定：基于模拟分析得出的数据，制定应对回燃现象的消防救援方案，提高救援工作的效率和成果。
四、研究技术和方法：1、计算流体力学（CFD）技术：通过使用CFD软件对地铁隧道火灾的烟气扩散和火势变化等过程进行模拟分析。
2、模型建立和参数计算：基于物理模型和数学模型，使用数值计算方法建立地铁隧道火灾数值模拟模型，并对模型参数进行计算和优化。
3、多元分析方法：通过对模拟结果的多维度分析和比较，得出不同情况下的最佳应对方案。
五、研究预期成果：1、深入探究地铁隧道火灾回燃现象的机理、影响因素和影响机理等相关内容。
2、建立地铁隧道火灾数值模拟模型，成功模拟出回燃过程的主要特征和规律。
3、制定应对回燃现象的消防救援方案，提高救援工作的效率和成果。
4、上述成果可以为地铁隧道火灾的防范和救援工作提供重要的科学依据和技术支持。
