一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于火災(zāi)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明涉及一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]改革開放之后我國的城鎮(zhèn)化水平不斷提高，城市區(qū)域不斷擴大，城市交通壓力也隨之加劇。地鐵作為一種新型交通工具，能夠很好地分擔城市交通壓力，但是地鐵本身存在許多安全隱患。地鐵作為一種營運線路龐大、線路復(fù)雜的地下交通工具，運行環(huán)境不同于一般的地上交通，具有人流量大、疏散通道單一等特點，一旦發(fā)生火災(zāi)，極其容易造成群死群傷事故。
[0003]為保證地鐵火災(zāi)發(fā)生時人員的安全疏散、減小財產(chǎn)損失，地鐵的排煙系統(tǒng)和疏散管理系統(tǒng)進行合理的設(shè)置就顯得十分必要，而針對地鐵車站防火防煙分隔技術(shù)的研宄也顯得非常迫切?？諝怙L幕在當今建筑物中，尤其在地鐵車站中，是使用較為廣泛的一種防火防煙分隔技術(shù)?；馂?zāi)發(fā)生初期，風幕擋煙技術(shù)可以作為一種有效的防火防煙分隔工具；煙氣蔓延過程中，風幕在不影響排煙系統(tǒng)排煙的情況下可以有效阻止煙氣蔓延，因此風幕擋煙技術(shù)是一種行之有效的煙氣阻擋技術(shù)，應(yīng)該適當加強空氣風幕在地鐵車站樓扶梯口處的應(yīng)用推廣和普及。然而其擋煙效果的有效性主要受空氣風幕風速和傾角影響，目前對空氣風幕風速和傾角最佳范圍的確定技術(shù)沒有解決。
[0004]鑒于上述情況，利用計算機模擬和全尺寸實地實驗，給出了不同風速和傾角下地鐵車站敞開樓梯利用空氣風幕擋煙的效果，并確定了空氣風幕擋煙的臨界速度、風向要求，為地鐵車站空氣風幕擋煙的應(yīng)用提供技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法，該設(shè)計方法不僅準確度高、適用性廣、效果好，而且還可以推廣應(yīng)用到大型商場等。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下方案來實現(xiàn):
[0007]一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法，其特征在于:該設(shè)計方法的步驟如下:
[0008]步驟(I)、利用火災(zāi)數(shù)值模擬軟件FDS (Fire Dynamics Simulator)，針對實際的地鐵車站進行全尺寸建模，并開展空氣風幕擋煙的數(shù)值模擬計算，結(jié)合相關(guān)理論知識對空氣風幕擋煙流場進行分析，初步確定空氣風幕擋煙的設(shè)計要求；
[0009]步驟(2)、在地鐵車站內(nèi)開展全尺寸實驗，得到典型火源功率下的實驗數(shù)據(jù)；測試典型火源功率下，空氣風幕擋煙效果的有效性；同時驗證和修正數(shù)值模擬結(jié)果；
[0010]步驟(3)、綜合對比步驟(I)與步驟(2)所得出的結(jié)果，確定空氣風幕相關(guān)參數(shù)，參數(shù)包括風幕尺寸、觸發(fā)風幕啟動的煙氣傳感器閾值、風幕安裝位置、風速大小、風向傾角等;
[0011]步驟(4)、根據(jù)所得到的空氣風幕相關(guān)參數(shù)，設(shè)計與制作適用于特定地鐵站臺敞口樓梯的空氣風幕，并進行安裝應(yīng)用。
[0012]所述的設(shè)計方法適用于特定地鐵站臺敞口樓梯的空氣風幕，當?shù)罔F發(fā)生火災(zāi)，煙氣蔓延至空氣風幕處，達到煙氣傳感器觸發(fā)值時風幕自動開啟，所產(chǎn)生的空氣風幕傾角和風速與設(shè)計值相符，從而阻隔煙氣向地鐵站臺敞開樓梯外蔓延，從而輔助地鐵內(nèi)人員及時、順利地疏散至地鐵外。
[0013]在安裝有空氣風幕的地鐵站臺敞開樓梯，當?shù)罔F發(fā)生火災(zāi)，煙氣蔓延至空氣風幕處，當達到煙氣傳感器觸發(fā)值時空氣風幕自動開啟，其傾角和風速與設(shè)計值相符，能夠阻隔煙氣向地鐵站臺敞開樓梯外蔓延，從而輔助地鐵內(nèi)人員及時、順利地疏散至地鐵外。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0015](I)、本發(fā)明結(jié)合計算機模擬和全尺寸實地實驗，確保高準確度；
[0016](2)、本發(fā)明推廣性高，不僅能夠應(yīng)用于地鐵車站，同時可以推廣應(yīng)用到大型商場等;
[0017](3)、本發(fā)明原理簡單，方便實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法的原理示意圖。其中I為空氣風幕大尺寸實地排煙實驗，2為FDS數(shù)值模擬空氣風幕排煙，3為確定空氣風幕參數(shù)，4為空氣風幕安裝應(yīng)用，5為已應(yīng)用案例。
[0019]圖2為未安裝空氣風幕和按照設(shè)計安裝有空氣風幕的模擬煙氣擴散效果。其中圖(a)為未安裝空氣風幕的煙氣模擬結(jié)果；圖(b)為按照設(shè)計安裝有空氣風幕的煙氣模擬結(jié)果O
[0020]圖3為未安裝空氣風幕和按照設(shè)計安裝空氣風幕的實地實驗煙氣擴散效果。其中圖(a)為未安裝空氣風幕的煙氣實驗結(jié)果；圖(b)為按照設(shè)計安裝有空氣風幕的煙氣實驗結(jié)果。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明專利進行詳細說明。
[0022]一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法，其原理示意如圖1所示。
[0023]圖1中I為FDS數(shù)值模擬空氣風幕排煙，2為空氣風幕排煙實驗，3為確定空氣風幕參數(shù)，4為空氣風幕安裝應(yīng)用，5為已應(yīng)用案例。
[0024]使用該方法時，應(yīng)該按照如下步驟:
[0025]步驟(I)、利用火災(zāi)數(shù)值模擬軟件FDS (Fire Dynamics Simulator)，針對實際的地鐵車站進行全尺寸建模，并開展空氣幕擋煙的數(shù)值模擬計算，結(jié)合相關(guān)理論知識對空氣幕擋煙流場進行分析，初步確定空氣幕擋煙的設(shè)計要求；
[0026]步驟(2)、在地鐵車站內(nèi)開展全尺寸實驗，得到典型火源功率下的實驗數(shù)據(jù)；測試典型火源功率下，空氣幕擋煙效果的有效性；同時驗證和修正數(shù)值模擬結(jié)果；
[0027]步驟(3)、綜合對比步驟(I)與步驟(2)所得出的結(jié)果，確定空氣風幕相關(guān)參數(shù)，參數(shù)包括風幕尺寸、觸發(fā)風幕啟動的煙氣傳感器閾值、風幕安裝位置、風速大小、風向傾角等;
[0028]步驟(4)、根據(jù)所得到的空氣風幕相關(guān)參數(shù)，設(shè)計與制作適用于特定地鐵站臺敞口樓梯的空氣風幕，并進行安裝應(yīng)用。
[0029]在安裝有空氣風幕的地鐵站臺敞口樓梯，當?shù)罔F發(fā)生火災(zāi)，煙氣蔓延至空氣風幕處后，當達到煙氣傳感器觸發(fā)值后風幕自動開啟，會產(chǎn)生空氣風幕，其傾角與風速與設(shè)計值相符，從而阻隔煙氣向地鐵站臺敞口樓梯外蔓延，從而輔助地鐵人員順利并及時的疏散至地鐵外。
[0030]從圖2和圖3可以看到安裝空氣風幕之后，煙氣能夠被有效地阻隔。
【主權(quán)項】
1.一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法，其特征在于:該設(shè)計方法的步驟如下: 步驟(I)、利用火災(zāi)數(shù)值模擬軟件FDS (Fire Dynamics Simulator)，針對實際的地鐵車站進行全尺寸建模，并開展空氣風幕擋煙的數(shù)值模擬計算，結(jié)合相關(guān)理論知識對空氣風幕擋煙流場進行分析，初步確定空氣風幕擋煙的設(shè)計要求； 步驟(2)、在地鐵車站內(nèi)開展全尺寸實驗，得到典型火源功率下的實驗數(shù)據(jù)；測試典型火源功率下，空氣風幕擋煙效果的有效性；同時驗證和修正數(shù)值模擬結(jié)果； 步驟(3)、綜合對比步驟(I)與步驟(2)所得出的結(jié)果，確定空氣風幕相關(guān)參數(shù)，參數(shù)包括風幕尺寸、觸發(fā)風幕啟動的煙氣傳感器閾值、風幕安裝位置、風速大小、風向傾角； 步驟(4)、根據(jù)所得到的空氣風幕相關(guān)參數(shù)，設(shè)計與制作適用于特定地鐵站臺敞口樓梯的空氣風幕，并進行安裝應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法，其特征在于:所述的設(shè)計方法適用于特定地鐵站臺敞口樓梯的空氣風幕，當?shù)罔F發(fā)生火災(zāi)，煙氣蔓延至空氣風幕處，達到煙氣傳感器觸發(fā)值時風幕自動開啟，所產(chǎn)生的空氣風幕傾角和風速與設(shè)計值相符，從而阻隔煙氣向地鐵站臺敞開樓梯外蔓延，從而輔助地鐵內(nèi)人員及時、順利地疏散至地鐵外。
【專利摘要】一種用于地鐵車站敞開樓梯防火防煙分隔空氣風幕的設(shè)計方法，包括計算機模擬步驟、全尺寸實地實驗步驟和空氣風幕制作安裝步驟，計算機模擬步驟是利用火災(zāi)數(shù)值模擬軟件FDS(Fire Dynamics Simulator)針對地鐵車站進行全尺寸計算機建模并計算。全尺寸實地實驗步驟指的是在地鐵車站內(nèi)開展全尺寸實驗，得到典型火源功率下的實驗數(shù)據(jù)；測試典型火源功率下，空氣風幕擋煙效果的有效性；同時驗證數(shù)值模擬的有效性?？諝怙L幕制作安裝步驟指的是在地鐵車站敞開樓梯處按照計算機模擬與全尺寸實地實驗所得出的風幕參數(shù)進行空氣風幕的設(shè)計制作與安裝應(yīng)用，參數(shù)包括風幕尺寸、觸發(fā)風幕啟動的煙氣傳感器閾值、風幕安裝位置、風速大小、風向傾角等。
【IPC分類】E21F5-00
【公開號】CN104775844
【申請?zhí)枴緾N201510213727
【發(fā)明人】吳振坤, 陳欽佩, 黃曉哲, 王學輝, 汪箭
【申請人】中國科學技術(shù)大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月29日