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取消地鐵區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道防火門(mén)的探討

文檔作者：王奕然1 劉矗2 祝嵐1 李炎鋒3 文檔來(lái)源： 1．北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司 2．中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司 3．北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月11日
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都市快軌交通·第32卷第1期2019年2月
doi：10．3969a．issn．1672-6073．2019．01．015
《機(jī)電工程●
取消地鐵區(qū)問(wèn)聯(lián)絡(luò)通道防火門(mén)的探討
王奕然1，劉矗2，祝嵐1，李炎鋒3
(1．北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京100037：2．中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，
北京100088；3．北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，北京100124)
摘要：地鐵兩條地下區(qū)間之間聯(lián)絡(luò)通道中的防火門(mén)受列車(chē)活塞風(fēng)壓的長(zhǎng)期往復(fù)作用，損壞脫落、威脅行車(chē)安全
的情況時(shí)有發(fā)生，甚至造成較為嚴(yán)重的事故。通過(guò)火災(zāi)煙氣模擬分析認(rèn)為：車(chē)站設(shè)置全封閉站臺(tái)門(mén)的情況下，采
用設(shè)定的區(qū)間火災(zāi)縱向排煙模式，聯(lián)絡(luò)通道中能出現(xiàn)一定風(fēng)速的氣流以抵抗煙氣向非火災(zāi)區(qū)間蔓延，對(duì)于設(shè)有1
條聯(lián)絡(luò)通道和2條聯(lián)絡(luò)通道的區(qū)間，不設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道防火門(mén)不會(huì)出現(xiàn)煙氣向非火災(zāi)區(qū)間蔓延的情況，取消防火門(mén)
是安全的；對(duì)于設(shè)有單渡線(xiàn)等配線(xiàn)的區(qū)間則存在煙氣向非火災(zāi)區(qū)間蔓延的可能性，不應(yīng)取消防火門(mén)。
關(guān)鍵詞：地鐵；聯(lián)絡(luò)通道；防火門(mén)；火災(zāi)煙氣；數(shù)值模擬
中圖分類(lèi)號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672．6073(2019)01．0086．07
Canceling Fire Door in Cross—Passageway Based
on Smoke Dynamic Simulation
WANG Yiranl，LIU Ya02，ZHULanl，LI Yanfen93
(1．Beijing Urban Construction Design&amp;amp;Development Group Co．，Limited，Beijing 100037；
2．CCCC Railway Consultants Group Co．，Ltd．，Beijing 1 00088；
3．College ofArchitecture and Civil Engineering，Beijing University ofTechnology,Beijing 100124)
Abstract：The fire door located in the cross．passageway between two underground sections of the subway iS subject to
long-term reciprocating effects of the train piston air pressure．Moreover，damage shedding and threats to driving safety occur
at times．a(chǎn)nd can lcad to very serious accidents．To SOlve this problem。it iS necessary to improve the performance of the fire
door against wind pressure by improving construction and installation standards，strengthening operation systems，and regular
maintenance．This process not only has a high cost but also is difficult to manage．In this paper，the fu'e smoke dynamic
simulation method iS used to evaluate a station with fully enclosed PSD．a(chǎn)dopting the designed longitudinal smoke exhaust
model．The Paper concludes that for a section with 1 or 2 cross-passageways，canceling the fire door does not cause smoke to
spread to the non—fire tunnel；hence．fire doors Call be cancelled；however，for a section with sidings．canceling the fire door
may cause smoke to spread to the non．fire tunnel；hence．fire doors should not be cancelled．
Keywords：subway；cross．passageway：fire door；smoke：numerical simulation
《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51298--2018)第5．4．2
條規(guī)定：“兩條單線(xiàn)載客運(yùn)營(yíng)地下區(qū)間之間應(yīng)設(shè)置聯(lián)絡(luò)
通道?通道內(nèi)應(yīng)設(shè)置一道并列兩樘且反向開(kāi)啟的甲級(jí)
防火門(mén)”【1]。此外，城市軌道交通多項(xiàng)相關(guān)工程標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)范中亦有類(lèi)似規(guī)定【2一。受列車(chē)活塞風(fēng)壓的長(zhǎng)期往復(fù)
作用，實(shí)際工程中聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)的防火門(mén)損壞脫落、威
收稿日期：2018．10-17 修回日期：2018-11-18
第一作者：王奕然，男，本科，教授級(jí)高級(jí)工程師。副總工程師。
從事城市軌道交通設(shè)計(jì)研究工作，wangyr@bjucd．com
脅行車(chē)安全的情況時(shí)有發(fā)生，甚至造成十分嚴(yán)重的事
故【51。為解決此問(wèn)題，目前工程中采用的方法是提高
防火門(mén)產(chǎn)品抗風(fēng)壓性能【6】、提升防火門(mén)施工安裝質(zhì)量
以及加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理【171。但是，這既提高了建設(shè)成
本，又增加了運(yùn)營(yíng)管理難度。
當(dāng)區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，非著火區(qū)間被視為安全區(qū)域，
人員可從著火區(qū)間通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道疏散至非著火區(qū)間。
聯(lián)絡(luò)通道設(shè)置防火門(mén)的作用是在一定時(shí)間內(nèi)阻止火災(zāi)
從著火區(qū)間蔓延至非火災(zāi)區(qū)11可【11。在地鐵防火設(shè)計(jì)中，
有時(shí)會(huì)利用氣流來(lái)抑制火災(zāi)的蔓延，例如：車(chē)站站臺(tái)
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
火災(zāi)時(shí)，站廳與站臺(tái)之間樓扶梯口部的1．5 m／s向下風(fēng)
速，以及區(qū)間火災(zāi)時(shí)與人員疏散方向相反的2．0 m／s風(fēng)
速要求?。區(qū)間火災(zāi)時(shí)，著火區(qū)間隧道需啟動(dòng)縱向通風(fēng)
排煙系統(tǒng)，著火區(qū)間與非著火區(qū)間兩條隧道之間隨之產(chǎn)
生一定的氣壓差。某工程若干冷態(tài)工況測(cè)試結(jié)果表明，
在聯(lián)絡(luò)通道防火門(mén)打開(kāi)的條件下，“假想煙氣”流經(jīng)的
聯(lián)絡(luò)通道為“補(bǔ)風(fēng)”，可阻止煙氣向非著火隧道蔓延【8】o
進(jìn)一步地，如果聯(lián)絡(luò)通道不設(shè)置防火門(mén)，聯(lián)絡(luò)通
道中仍將具有一定風(fēng)速的氣流。那么在此條件下，能
否利用這股氣流來(lái)阻止火災(zāi)向非著火區(qū)間蔓延，代替
設(shè)置防火門(mén)，從而徹底解決由于設(shè)置防火門(mén)帶來(lái)的運(yùn)
營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)呢?為此，立足于針對(duì)區(qū)間隧道火災(zāi)時(shí)煙
氣擴(kuò)散的數(shù)值模擬分析，對(duì)取消聯(lián)絡(luò)通道防火門(mén)的可
行性進(jìn)行研究與探討。
1研究方法
研究目的是明確在何種條件下聯(lián)絡(luò)通道具備可以
阻止火災(zāi)蔓延的氣流，從而取消聯(lián)絡(luò)通道防火門(mén)；然
而，火災(zāi)排煙工況下聯(lián)絡(luò)通道中的氣流情況與通風(fēng)系
統(tǒng)配置、隧道結(jié)構(gòu)、車(chē)輛位置、火源情況等多種因素
相關(guān)，不可能采用窮舉法對(duì)所有情況進(jìn)行研究；因此，
非著火區(qū)問(wèn)
8左線(xiàn)· 8
聯(lián)絡(luò)通道
嫻氣力．向
8右線(xiàn)卜n1_而3f丌h 一6
著火區(qū)問(wèn)列車(chē)前部著火
(a)位于著火點(diǎn)上游
(a)Cross—passageway at upstream branch
relative to fired train
工況序號(hào)
Pl
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
隧道結(jié)構(gòu)條件
設(shè)有2條聯(lián)絡(luò)通道
首先采用歸納法確定有代表性的典型工況和不利工
況，然后由簡(jiǎn)入繁地通過(guò)對(duì)火災(zāi)煙氣的計(jì)算機(jī)數(shù)值模
擬結(jié)果進(jìn)行分析與論述。
1．1 工況選擇
由于工況數(shù)量眾多，受條件所限，重點(diǎn)針對(duì)國(guó)內(nèi)
應(yīng)用最為普遍的車(chē)站設(shè)置全封閉站臺(tái)門(mén)、車(chē)輛6B編
組的情況進(jìn)行分析。
區(qū)間火災(zāi)采用縱向通風(fēng)排煙方式，按列車(chē)前部(第
1節(jié)～第3節(jié)車(chē)廂)著火均選擇向前方車(chē)站排煙考慮，
分析列車(chē)前部火災(zāi)情況。當(dāng)聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)
上游時(shí)，煙氣不流經(jīng)聯(lián)絡(luò)通道，不存在竄入非著火區(qū)
間的風(fēng)險(xiǎn)，如圖1(a)所示。當(dāng)聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)
上下游臨界位置或下游時(shí)，區(qū)間火災(zāi)的排煙煙氣要流經(jīng)
聯(lián)絡(luò)通道，存在竄入非著火區(qū)間的風(fēng)險(xiǎn)，如圖l(b)、圖
1(c)所示。對(duì)于圖l(b)T況，由于列車(chē)的阻擋，聯(lián)絡(luò)通
道內(nèi)的風(fēng)速會(huì)較另外兩種工況小，且氣流情況更為復(fù)
雜，因此，更多地選擇圖l(b)q-況進(jìn)行研究。
根據(jù)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的數(shù)量、區(qū)間是否設(shè)置配線(xiàn)以
及上述聯(lián)絡(luò)通道與列車(chē)著火點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系，所采
用的數(shù)值模擬工況如表1所示。
非著火區(qū)M
8左線(xiàn)《8
聯(lián)絡(luò)通道
煳氣方向
8右線(xiàn)>RT_丌丌3f丌h 一6
著火區(qū)IhJ 列車(chē)|j{『部著火
(b)位于著火點(diǎn)上下游臨界位置
(b)Cross-passageway at critical position branch
relative to fired train
非著火區(qū)|1_IJ
8 左線(xiàn)《8
煳氣方‘向
聯(lián)絡(luò)通道
8廳r而31_丌h 一右線(xiàn)'6
著火區(qū)問(wèn)列車(chē)前部著火
(c)位于著火點(diǎn)下游
(c)Cross-passageway at downstream branch
mlative to t'ned train
圖1 聯(lián)絡(luò)通道與著火點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系
Fig．1 Relative position between cross—passageway and fired train
表1數(shù)值模擬工況
設(shè)有1條單渡線(xiàn)和l條
聯(lián)絡(luò)通道
Tab．1 Summary ofnumerical simulatiOn Cases
工況描述
聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)上游120 m處
聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)下游120m處
聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)上下游臨界位置
著火后風(fēng)機(jī)延時(shí)5 min啟動(dòng)，其他條件同P3工況
第l聯(lián)絡(luò)通道位于著火點(diǎn)上下游臨界位置
列車(chē)著火點(diǎn)位于2條聯(lián)絡(luò)通道之間
第2聯(lián)絡(luò)通道位于著火點(diǎn)上下游臨界位置
單渡線(xiàn)位于大里程，聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)上下游臨界位置
單渡線(xiàn)位于小里程，聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)上下游臨界位置
煙氣楚否流經(jīng)聯(lián)絡(luò)通道
否是是是是
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
都市快軌交通·第32卷第1期2019年2月
1．2數(shù)值模擬方法
由于需要模擬列車(chē)停在聯(lián)絡(luò)通道“臨界位置”處
的排煙工況，如果采用一維網(wǎng)絡(luò)軟件，隧道在聯(lián)絡(luò)通
道處的阻力系數(shù)難以確定。因此，采用三維CFD軟件
進(jìn)行數(shù)值模擬。為了提高計(jì)算精度，同時(shí)兼顧效率，
將會(huì)采用“大場(chǎng)一小場(chǎng)結(jié)合”的數(shù)值模擬方法，先利
用計(jì)算速度較快的scSTREAM軟件提供三維網(wǎng)絡(luò)模
型“大場(chǎng)”中聯(lián)絡(luò)通道局部區(qū)段的集總參數(shù)結(jié)果，作
為細(xì)部三維火災(zāi)模擬計(jì)算的初始輸入邊界條件【9。lo】；
再利用FDS軟件詳細(xì)計(jì)算聯(lián)絡(luò)通道區(qū)段的“小場(chǎng)”，
獲得與實(shí)際工況更為接近的模擬結(jié)果。
采用scSTREAM軟件建立4站5區(qū)間的三維“9
連體”網(wǎng)絡(luò)模型，如圖2所示。“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型由
4座標(biāo)準(zhǔn)地下雙層島式車(chē)站、5段標(biāo)準(zhǔn)單洞單線(xiàn)區(qū)間隧
道組成，建?？傞L(zhǎng)度為6 828．4 m(中部區(qū)間設(shè)置2條
聯(lián)絡(luò)通道時(shí)建模長(zhǎng)度增至7 428．4 m)。為便于快速計(jì)
算，區(qū)間隧道斷面按同等截面積的矩形斷面建模。設(shè)
有l(wèi)條聯(lián)絡(luò)通道的區(qū)間隧道長(zhǎng)度為1 000 m，聯(lián)絡(luò)通道
位于區(qū)間1／2處：設(shè)有2條聯(lián)絡(luò)通道的區(qū)間隧道長(zhǎng)度
為1 800 m，聯(lián)絡(luò)通道分別位于區(qū)間1／3與2／3處。車(chē)
站站臺(tái)層設(shè)置全封閉站臺(tái)門(mén)，站臺(tái)與站廳通過(guò)3組樓
扶梯連接，站廳兩端共設(shè)置4條5 mx3 m(寬×高)的出
入口通道與外界相連。
采用FDS軟件建立局部區(qū)間隧道和聯(lián)絡(luò)通道的三維
模型，如圖3所示。FDS模型由總長(zhǎng)600 m的標(biāo)準(zhǔn)圓形
盾構(gòu)雙線(xiàn)隧道組成，內(nèi)徑5．4 m，橫截面凈面積約22．5 m2。
(a)‘‘9j奎體’模型整體(b)車(chē)站模型細(xì)部
(a)“9-units coojoim'’CFD Integral model (b)Detail ofsmtion model
圖2 scSTREAM軟件建立的4站5區(qū)間三維“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型
Fig．2 3D“9-units conjoint"(four stations and five tunnels)CFD network model by soRware scSTREAM
(a)聯(lián)絡(luò)通道細(xì)部
(a)D emil ofcross·passageway
廠(chǎng)”?、◇
(b)區(qū)間隧道斷面
(b)Cross section ofcircular shield tunnel
圖3 FDS軟件建立的聯(lián)絡(luò)通道和區(qū)間隧道三維模型
Fig．3 CFD model of cross-passageway and tunnels by software FDS
FDS模型中，6B編組列車(chē)總長(zhǎng)度為120m，聯(lián)絡(luò)
通道長(zhǎng)度為8 m，橫截面尺寸為3．0 mx2．7 m(寬×高)，
防火門(mén)洞口尺寸為1．5 mx2．1 m(寬×高)，通道地面標(biāo)
高與區(qū)間軌面平齊。
列車(chē)位于“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型中部的右線(xiàn)第3區(qū)
間，列車(chē)前部著火，火源強(qiáng)度為7．5 MW。區(qū)間隧道縱
向通風(fēng)排煙模式如下：火災(zāi)列車(chē)前方1座車(chē)站(車(chē)站3)
排煙，后方1座車(chē)站(車(chē)站2)送風(fēng)。每站4臺(tái)TvF風(fēng)機(jī)
對(duì)火災(zāi)區(qū)間隧道送風(fēng)或排煙，總送風(fēng)及總排煙風(fēng)量均為
二；“”
8黲?‘URBAN RAPID RAIL TRANSIT
220 m3Is(按單臺(tái)T、俾風(fēng)機(jī)實(shí)際提供風(fēng)量55 m3／s計(jì)算)。
送風(fēng)車(chē)站全封閉站臺(tái)門(mén)的上、下行隧道臨近火災(zāi)區(qū)間
一側(cè)的端門(mén)均開(kāi)啟，排煙車(chē)站端門(mén)關(guān)閉。其他車(chē)站隧道
通風(fēng)系統(tǒng)的活塞風(fēng)閥處于正常活塞通風(fēng)時(shí)的開(kāi)啟狀態(tài)。
2煙氣模擬分析
2．1 區(qū)間僅設(shè)有1條聯(lián)絡(luò)通道的工況
2．1．1 P1工況
利用三維“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
算，可獲得P1工況下隧道、聯(lián)絡(luò)通道及車(chē)站各支路
的氣流分配情況，如圖4、圖5所示。圖4為“9連
體”模型的送風(fēng)車(chē)站、區(qū)間及聯(lián)絡(luò)通道的局部氣流
(a)送風(fēng)車(chē)站氣流分布
(a)Air flow in station with supply fans
分布三維結(jié)果圖，圖5為“9連體”模型的數(shù)值模
擬流量集總結(jié)果(按隧道斷面統(tǒng)計(jì)的風(fēng)量，單位
m3／s)。
(b)區(qū)間隧道及聯(lián)絡(luò)通道氣流分布
(b)Air flow in cross·passageway and tunnels
圖4 P1工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型氣流分布模擬結(jié)果
Fig．4 Air flow in‘‘9-units conjoint’’CFD network model with case P1
剛2 星臻道[孓lhJ 4
· 口口-qt 2 87 一l 0l· 口口·
聯(lián)絡(luò)逋垣
V 車(chē)站2 端門(mén)開(kāi)啟3 88 ^ 車(chē)站3 Y
“J洞風(fēng)速I(mǎi) 23m／s)
， 口口117 12’田1山113 24"口口，
圖5 Pl工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果數(shù)據(jù)(m3／s)
Fig．5 Simulation result of air flow in‘‘9-units conjoint’’CFD network model with case P1
由模擬結(jié)果可以看出，P1工況聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具
有1．23 rn／s風(fēng)速，風(fēng)向由著火區(qū)間流向非著火區(qū)間。
由于聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)上游，列車(chē)火災(zāi)煙氣向
下游流動(dòng)，不會(huì)流經(jīng)聯(lián)絡(luò)通道，因此不需進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通
道處的局部FDS煙氣模擬，即可判斷出P1工況聯(lián)絡(luò)
通道不設(shè)置防火門(mén)是安全的。
2．1．2 P2工況
利用三維“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)
算，可獲得P2工況下隧道、聯(lián)絡(luò)通道及車(chē)站各支路
的氣流分配情況，如圖6所示。
陰2 嬲道因盯
V 車(chē)站2 端門(mén)，{：?jiǎn)?5 14 V
聯(lián)絡(luò)通道
車(chē)站3 V
(門(mén)澗風(fēng)速4 80m／s)
， 口口109 36tlII山， 124 50， 口口，
圖6 P2工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果數(shù)據(jù)(m3Is)
Fig．6 Simulation result of air flow in‘‘9-units conjoint’’CFD network model with case P2
將圖6所示的區(qū)間隧道流量分配數(shù)據(jù)作為初始輸
入邊界條件，利用FDS軟件建立局部區(qū)間隧道和聯(lián)絡(luò)
通道的三維模型，通過(guò)非穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，可獲得P2
工況下聯(lián)絡(luò)通道處的氣流速度場(chǎng)及不同時(shí)刻煙氣擴(kuò)散
情況，如圖7、圖8所示。
由模擬結(jié)果可以看出，P2工況聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具
有4．80 m／s風(fēng)速，風(fēng)向?yàn)橛煞侵饏^(qū)間流向著火區(qū)間。
聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)下游，列車(chē)火災(zāi)煙氣雖會(huì)流
經(jīng)聯(lián)絡(luò)通道，但聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處的氣流可以阻止煙氣
向非著火區(qū)間蔓延。P2工況聯(lián)絡(luò)通道不設(shè)置防火門(mén)是
安全的。
2．1．3 P3工況
利用三維“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)
算，可獲得P3工況下隧道、聯(lián)絡(luò)通道及車(chē)站各支路
的氣流分配情況，如圖9所示。
將圖9所示的區(qū)間隧道流量分配數(shù)據(jù)作為初始輸
URBAN RAPID PAIL TRANSIT 189
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
都市快軌交通·第32卷第1期2019年2月
■●■■■■■■●■●—■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■●●—●●●■■■■●■■■■■■■■■●●■■■■■■●●■■■■■■●■●■■■●■■■■■■■■—■●■■—■目吐*
入邊界條件，利用FDS軟件建立局部區(qū)間隧道和聯(lián)絡(luò)
通道的三維模型，通過(guò)非穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，可獲得P3
工況下聯(lián)絡(luò)通道處的氣流速度場(chǎng)及不同時(shí)刻煙氣擴(kuò)散
情況，如圖10、圖11所示。
(左為非著火區(qū)間，右為著火區(qū)間，風(fēng)速值為負(fù)，流向?yàn)椤皬淖笾劣摇?
圖7 P2工況FDS模型聯(lián)絡(luò)通道氣流速度場(chǎng)模擬
Fig．7 Vector-graph of airflow in cross—passageway by FDS model with case P2
／＼
(a)20 s (b)50 s (c)300 s (d)600 s
圖8 P2工況FDS模型不同時(shí)刻聯(lián)絡(luò)通道附近煙氣擴(kuò)散模擬結(jié)果
Fig．8 Smoke diffusion at different times in cross-passageway by FDS model with case P2
晌2 威道甌
．‘ 口口．‘一10 55 —041· 口口·
V 車(chē)站2 端門(mén)開(kāi)啟1014 V 聯(lián)絡(luò)通道
車(chē)站3 V
f門(mén)洞風(fēng)速3 22m／s)
， 口日106 90，田鹽117 04,'- 日口，
弗乖右線(xiàn)隧道帶常
11b 00 J 1lb 00 口表示風(fēng)閥關(guān)閉11'6 00 J 11Id 00
并聯(lián)送風(fēng)。并聯(lián)送風(fēng)日表示風(fēng)閥開(kāi)啟并聯(lián)排風(fēng)。并聯(lián)排風(fēng)
圖9 P3工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果數(shù)據(jù)(m3／s)
Fig．9 Simulation result of air flow in‘‘9-units conjoint’’CFD network model with case P3
(左為非著火區(qū)間，右為著火區(qū)間，風(fēng)速值為負(fù)，流向?yàn)椤皬淖笾劣摇?
圖1 0 P3工況FDS模型聯(lián)絡(luò)通道氣流速度場(chǎng)模擬
Fig．1 0 Vector—graph of airflow in cross-passageway by FDS model with case P3 飛廠(chǎng)1夕一1
(b)50 S (c)600 S
圖11 P3工況FDS模型不同時(shí)刻聯(lián)絡(luò)通道附近煙氣擴(kuò)散模擬結(jié)果
Fig．11 Smoke diffusion at different times in cross—passageway by FDS model with case P3
。。；《?！?
”‘“ 。_
?囊麟棼URBAN RAPID RAIL TRANSIT
％
趾■口H圈HH— 口432●o一乏040
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
由模擬結(jié)果可以看出，P3工況聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具
有3．22 m／s的風(fēng)速，風(fēng)向?yàn)橛煞侵饏^(qū)間流向著火區(qū)
間。聯(lián)絡(luò)通道位于列車(chē)著火點(diǎn)上下游臨界位置，列車(chē)
火災(zāi)煙氣雖會(huì)流經(jīng)聯(lián)絡(luò)通道，但聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處的氣
流可以阻止煙氣向非著火區(qū)間蔓延。P3工況聯(lián)絡(luò)通道
不設(shè)置防火門(mén)是安全的。
2．1．4 P4工況
P1、P2、P3工況的模擬均按區(qū)間隧道內(nèi)具有穩(wěn)
(a)20 s
態(tài)縱向氣流考慮。但是實(shí)際火災(zāi)情況下，隧道風(fēng)機(jī)
的啟動(dòng)會(huì)有所滯后，在穩(wěn)態(tài)縱向氣流建立之前的火
災(zāi)初期，煙氣存在通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道擴(kuò)散至非著火區(qū)間
的可能性，而且火源越靠近聯(lián)絡(luò)通道，這種可能性
就越高。為此，P4工況選擇在P3工況的基礎(chǔ)上，延
時(shí)5 rain啟動(dòng)隧道風(fēng)機(jī)，利用FDS軟件進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)
數(shù)值計(jì)算，獲得聯(lián)絡(luò)通道處不同時(shí)刻煙氣擴(kuò)散情況，
如圖12所示。
可羅1，1
(C)300 s
●∥●眇1
【d)31u S 【e)320 S (t)360 S
圖12 P4工況FDS模型不同時(shí)刻聯(lián)絡(luò)通道附近煙氣擴(kuò)散模擬結(jié)果
Fig．1 2 Smoke diffusion at different times in CROSS-passageway by FDS model with case P4
由模擬結(jié)果可以看出，在風(fēng)機(jī)未啟動(dòng)前的300 S 非火災(zāi)隧道。因此P4工況聯(lián)絡(luò)通道不設(shè)置防火門(mén)是
中，煙氣沿著著火區(qū)段隧道向前后兩側(cè)縱向擴(kuò)散， 安全的。
但是煙氣層高度尚未下降到聯(lián)絡(luò)通道入口高度，因2．2 區(qū)間設(shè)有2條聯(lián)絡(luò)通道的工況
此沒(méi)有煙氣通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道蔓延至非著火隧道。當(dāng)隧采用與2．1節(jié)相同的研究方法，對(duì)P5、P6、P7
道風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后約1 min，火災(zāi)區(qū)間隧道內(nèi)的煙氣流場(chǎng)工況進(jìn)行模擬計(jì)算。圖13～圖15分別為P5、P6、P7
達(dá)到P3工況的狀態(tài)，亦無(wú)煙氣通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道蔓延至工況下“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果。
區(qū)|1q 2 髫裝馕道l區(qū)lhJ 4
， 口口101 22"傭m 105 89， 120 40，曰口，
110 00 + 110 00
并聯(lián)送風(fēng)并聯(lián)送風(fēng)
右線(xiàn)隧道
口表示風(fēng)閥關(guān)閉
曰表示風(fēng)閥開(kāi)啟
110=90● 110 00
并聯(lián)排風(fēng)并聯(lián)排風(fēng)
圖13 P5工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果數(shù)據(jù)(m3／s)
Fig．1 3 Simulation result of air flow in‘‘9-units conjoint’’CFD network model with case P5
聃2 嬲道醐4
{ 口口一6 05．‘ ·一15．75 0 02《口口_‘
Y 車(chē)站2||端門(mén)開(kāi)啟9．70 ^
I。聯(lián)絡(luò)通道15 77 V 24聯(lián)絡(luò)通道車(chē)站3 V
(門(mén)洞風(fēng)速3．08 m／s)
～
(門(mén)洞風(fēng)速501 m／s)
' 如口 口109 89， ，傭，n 10019，1 5 96'口 常口 '
- 1表不風(fēng)惻天剛表贛麒閉1常10．0110110 00 、 00 L2 0 00、 110 OO
并聯(lián)送風(fēng)并聯(lián)送風(fēng)口表示風(fēng)閥開(kāi)啟并聯(lián)排風(fēng)并聯(lián)排風(fēng)
圖14 P6工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果數(shù)據(jù)(m3／s)
Fig．14 Simulation result of air flow in‘‘9-units conjoint'’CFD network model with case P6
URBAN RAPID RAIL TRANSIT鬯1
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
都市快軌交通·第32卷第1期2019年2月
晌2 燃道團(tuán)耵
· 口口一5 51．‘ ·-14 91 —2 72一‘口口·
V 車(chē)站2 端門(mén)開(kāi)啟9 40 ^
1 8聯(lián)絡(luò)通道，219 V 2“聯(lián)絡(luò)通道
車(chē)站3 Y (門(mén)洞風(fēng)速2．98m／s)? (門(mén)洞風(fēng)速3 87m／s)
} 口口109 10， 99 70， 呲111 弗 89，口 ?？?卜
。1乖1表幣風(fēng)閥關(guān)閉贛蒲- 1常10．001llO OO 10 00 o 110 OO
并聯(lián)送風(fēng)并聯(lián)送風(fēng)口表示風(fēng)閥開(kāi)啟并聯(lián)排風(fēng)并聯(lián)排風(fēng)
圖15 P7工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果數(shù)據(jù)(m3／s)
Fig．1 5 Simulation result of air flow in‘‘9-units conjoint'’CFD network model with case P7
由模擬結(jié)果可以看出：
1)P5工況14聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具有1．48 rn／s的風(fēng)速，
2“聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具有4．61 m／s的風(fēng)速，風(fēng)向均為由非
著火區(qū)間流向著火區(qū)間。
21 P6工況14聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具有3．08 m／s的風(fēng)
速，風(fēng)向?yàn)橛芍饏^(qū)間流向非著火區(qū)間，但14聯(lián)絡(luò)通
道位于列車(chē)著火點(diǎn)上游，煙氣沒(méi)有通過(guò)其向非著火區(qū)間
蔓延風(fēng)險(xiǎn)。24聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具有5．01 m／s的風(fēng)速，風(fēng)
向?yàn)橛煞侵饏^(qū)間流向著火區(qū)間。
3)P7工況14聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具有2．98 m／s的風(fēng)
速，風(fēng)向?yàn)橛芍饏^(qū)間流向非著火區(qū)間，但聯(lián)絡(luò)通道
位于列車(chē)著火點(diǎn)上游，煙氣沒(méi)有通過(guò)其向非著火區(qū)間蔓
延風(fēng)險(xiǎn)。24聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具有3．87 m／s的風(fēng)速，風(fēng)向
為由非著火區(qū)間流向著火區(qū)間。
同樣，利用FDS軟件建立局部區(qū)問(wèn)隧道和聯(lián)絡(luò)通
道的三維模型，通過(guò)非穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，結(jié)果顯示P5、P6、
P7工況聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處的氣流可以阻止煙氣向非火災(zāi)
區(qū)間蔓延。上述工況聯(lián)絡(luò)通道不設(shè)置防火門(mén)是安全的。
2．3區(qū)間設(shè)有單渡線(xiàn)的工況
采用與2．1節(jié)相同的研究方法，對(duì)P8、P9工況進(jìn)
行模擬計(jì)算。圖16、圖17分別為P8、P9工況下“9
連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果。
聃2 勰道晌4
一口口一26 22一·-28 04 27 874口口·
Y 車(chē)站2 端門(mén)開(kāi)啟1 82 ^ 翳!璺；隧55 9肜犀渡線(xiàn)車(chē)站3 V
(門(mén)洞風(fēng)速o 58m／∥／?叫
} 口口8966，tlXtm 87 84， 143 75,-口口}
乖哥b 右線(xiàn)隧道氣P 常
llO OO 110 00 口表示風(fēng)閥關(guān)閉110 00· 110 00
并聯(lián)送風(fēng)并聯(lián)送風(fēng)口表示風(fēng)閥開(kāi)啟并聯(lián)排風(fēng)并聯(lián)排風(fēng)
圖16 P8工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果數(shù)據(jù)(m3／s)
Fig．16 Simulation result of air flow in“9-units conjoint’’CFD network model with case P8
醐2 燃道聃4
．‘ 口口20 484 -'c-30 67 —15 59·口口·
V 車(chē)站2 端門(mén)開(kāi)啟51 1夕多犀渡線(xiàn)1508 Y 聯(lián)絡(luò)通道車(chē)站3 V
(門(mén)洞風(fēng)速4 79m／s)
卜口口132 86，81 71，n竹，t、96 79，口口，
弗db 右線(xiàn)隧道氣f) 常
llO OO · 1lioi 00 口表示風(fēng)閥關(guān)閉1l-d 00． 11000
并聯(lián)送風(fēng)并聯(lián)送風(fēng)口表示風(fēng)閥開(kāi)啟并聯(lián)排風(fēng)并聯(lián)排岡
圖17 P9工況“9連體”網(wǎng)絡(luò)模型各支路流量分配模擬結(jié)果數(shù)據(jù)(m3／s)
Fig．1 7 Simulation result of air flow in‘‘9-units conjoint’’CFD network model with case P9
由模擬結(jié)果可以看出：
11 P8工況聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具有0．58 m／s的風(fēng)速，
風(fēng)向?yàn)橛芍饏^(qū)間流向非著火區(qū)間，煙氣有向非著火
區(qū)間蔓延的風(fēng)險(xiǎn)。
2)P9工況聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處具有4．79 m／s的風(fēng)速，
風(fēng)向?yàn)橛煞侵饏^(qū)間流向著火區(qū)間。
同樣，利用FDS軟件建立局部區(qū)間隧道和聯(lián)絡(luò)通
道的三維模型，通過(guò)非穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，結(jié)果顯示P9
工況聯(lián)絡(luò)通道門(mén)洞處的氣流可以阻止煙氣向非著火區(qū)
．鎏醪。URBAN RAPID RAIL TRANSrr
間蔓延；但是P8工況存在煙氣通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道向非著
火區(qū)間蔓延的情況。因此，對(duì)于設(shè)有單渡線(xiàn)的區(qū)間，
聯(lián)絡(luò)通道不設(shè)置防火門(mén)是不安全的。
3結(jié)論與展望
基于上述火災(zāi)煙氣模擬分析，對(duì)于車(chē)站設(shè)置全封
閉站臺(tái)門(mén)的線(xiàn)路，得到以下結(jié)論：
(下轉(zhuǎn)第97頁(yè))
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
廣弛地鐵金融／C卡基于ODA技術(shù)的應(yīng)角探討
，rⅫmm_■●——■■●■●■■■■●●■■■■●■●■●●●●●■●●■■■■■■■●■■■■●●—■●■●●■■■■■■■■■■●■—■■■■■■●■■■■■■■■●■■■■■■■■●●■■■■■■■■■■■■■_
2007[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007．
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(編輯：王艷菊)
(上接第92頁(yè))
1)采用設(shè)定的區(qū)間火災(zāi)縱向通風(fēng)排煙模式，對(duì)于
設(shè)有1條聯(lián)絡(luò)通道或2條聯(lián)絡(luò)通道的區(qū)間典型工況和
不利工況，不設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道防火門(mén)不會(huì)出現(xiàn)煙氣向非
著火區(qū)間蔓延的情況，取消防火門(mén)是安全的。
2)對(duì)于設(shè)有單渡線(xiàn)等配線(xiàn)的區(qū)間，取消聯(lián)絡(luò)通道
防火門(mén)存在煙氣向非著火區(qū)間蔓延的可能性，不應(yīng)取
消防火門(mén)。
31此外，對(duì)于設(shè)有區(qū)間風(fēng)井的長(zhǎng)大區(qū)間，由于聯(lián)
絡(luò)通道的數(shù)量更多，存在多列車(chē)可能性，使得區(qū)間內(nèi)
影響氣流分配的因素繁多，且火災(zāi)疏散與消防救援難
度大，因此不建議取消防火門(mén)。
從理論層面對(duì)取消聯(lián)絡(luò)通道防火門(mén)的可行性進(jìn)行
了探討。鑒于聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)設(shè)置防火門(mén)為現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
的強(qiáng)制性規(guī)定，要在工程實(shí)施層面取消防火門(mén)，今后
還需開(kāi)展相關(guān)的模型試驗(yàn)及實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
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(編輯：王艷菊)

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05-11