地铁及隧道火灾烟气流动特性与控制

近年来，发生了多起地铁、隧道火灾事故，造成了重大人员伤亡和财产损失。地铁、隧道特殊的狭长空间结构形式使得常规的室内消防技术受到了挑战。 研究表明，火灾中的人员伤亡主要来源于火灾产生的烟气中毒或窒息。因此，亟需开展地铁、隧道火灾烟气流动特性及控制方面的基础研究，为地铁隧道火灾防控提供理论支撑。

《地铁及隧道火灾烟气流动特性与控制》是作者多年研究工作的成果总结。本书较为详尽地介绍了地铁、隧道火灾烟气流动特性及控制方面的研究成果。内容包括：绪论，地铁及隧道火灾的研究方法，地铁列车火灾烟气流动特性及控制，地铁站台火灾烟气流动特性及控制，障碍物作用下隧道火灾烟气流动特性，集中排烟作用下隧道火灾烟气流动特性，细水雾作用下地铁列车火灾烟气蔓延特性。本书可作为从事地铁、隧道建筑火灾领域的研究人员和工程技术人员的参考书籍，也可作为高等院校安全工程、消防工程等相关专业学生的参考教材。

第1章绪论1
1.1典型狭长受限空间1
1.1.1地铁1
1.1.2隧道3
1.2典型狭长受限空间火灾案例4
1.2.1地铁火灾4
1.2.2隧道火灾5
1.3典型狭长受限空间火灾基本特性7
1.3.1地铁火灾的基本特性7
1.3.2隧道火灾的基本特性7
1.4典型狭长受限空间通风与排烟模式8
1.4.1地铁通风与排烟模式8
1.4.2隧道通风与排烟模式9
参考文献11
第2章地铁及隧道火灾的研究方法13
2.1模型实验13
2.1.1相似准则13
2.1.2典型地铁隧道试验模型简介15
2.2计算机模拟23
2.2.1计算流体力学基础23
2.2.2FDS软件简介26
参考文献31
第3章地铁列车火灾烟气流动特性及控制33
3.1列车火灾烟气流动特性33
3.1.1烟气温度分布预测模型34
3.1.2实验设置35
3.1.3隧道轨行区温度分布36
3.1.4站台区温度分布44
3.2列车火灾烟气控制模式优化47
3.2.1CFD数值模型49
3.2.2全封闭式屏蔽门设置形式下多套烟气控制系统的协同工作模式优化52
3.2.3半高安全门设置形式下多套烟气控制系统的协同工作模式优化54
3.3辅助烟气控制设施挡烟垂壁和防火卷帘设置形式优化58
3.3.1数值模型和火灾场景设置58
3.3.2车站烟气质量分数的分布58
参考文献60
第4章地铁站台火灾烟气流动特性及控制62
4.1狭长空间温度衰减模型63
4.2顶棚射流温度分布65
4.2.1理论分析65
4.2.2实验设计67
4.2.3实验结果与讨论69
4.3屏蔽门设置形式对机械排烟效果的影响72
4.3.1模拟设置73
4.3.2模拟结果75
4.4补气方式对机械排烟效果的影响78
4.4.1模拟设置79
4.4.2模拟结果80
参考文献82
第5章障碍物作用下隧道火灾烟气流动特性84
5.1障碍物作用下烟气逆流长度演化特征84
5.1.1实验设计85
5.1.2障碍物阻塞比对烟气逆流长度的影响87
5.2障碍物诱导尾流作用下火羽流行为89
5.2.1模型设置89
5.2.2隧道内流场91
5.2.3火羽流特点92
5.2.4温度分布96
5.3障碍物作用下烟气层厚度演化特征100
5.3.1实验设计100
5.3.2隧道顶棚下方一维羽流蔓延区域的确定101
5.3.3竖向温度分布102
5.3.4烟气层厚度103
参考文献108
第6章集中排烟作用下隧道火灾烟气流动特性110
6.1集中排烟作用下隧道火灾烟气层卷吸特性111
6.1.1实验设计112
6.1.2一维羽流区域确定与烟气流动特性113
6.1.3集中排烟模式下烟气层温度特征和卷吸系数演化114
6.1.4集中排烟模式下隧道一维羽流区域空气卷吸系数预测模型115
6.2集中排烟作用下隧道火灾烟气层厚度演化特征及吸穿现象119
6.2.1实验设计119
6.2.2烟气层厚度测量与模型计算121
6.2.3隧道火灾烟气层厚度演化特征与吸穿现象122
6.3纵向风和集中排烟协同作用下抑制烟气逆流的临界通风风速127
6.3.1实验设计129
6.3.2纵向风和集中排烟作用下烟气蔓延特征129
6.3.3纵向风和集中排烟作用下临界风速特征130
参考文献135
第7章细水雾作用下地铁列车火灾烟气蔓延特性140
7.1全尺寸实验设计141
7.2实验结果144
7.2.1典型实验现象144
7.2.2温度场分布145
7.2.3CO浓度分布147
参考文献149