一种地铁换乘车站火灾排烟模拟实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地铁换乘车站火灾排烟模拟实验装置，由地铁换乘车站主体模型和排烟系统两大部分组成。站厅层排烟机构和地下一层排烟机构的结构相同，均由三个以上的排烟单元并列组成。排烟单元包括二根以上的直烟管、二根以上的m形烟管或二根以上的n形烟管；地下二层排烟机构包括三根以上的L形烟管和二根以上的丰字形烟管。站台内均布的一氧化碳浓度测量探头、烟气流速测量探头和热电偶构成烟羽流特性参数测量机构。地铁隧道顶棚布置火灾探测机构。本发明专利技术提供一套可以研究地铁换乘站火灾时的烟气优化控制方案和火灾探测特征的专用的地铁换乘车站火灾排烟模拟实验装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于火灾安全
，具体涉及一种用于对地铁换乘站火灾烟气优化控制、火灾探测进行测试的模拟实验装置。
技术介绍
近年来，地铁由于具有运量大、准时、方便、少污染等优点，常被称为“绿色交通”，越来越受人青睐，发展迅速。地铁已作为现代城市生命线，是现代化城市立体交通网络的重要组成部分。目前，全国有33个城市正在规划地铁建设，预计2020年全国规划地铁总里程将达6100公里，2010年一2015年地铁建设投资规划额将达11568亿元，将是2010年的5.93倍。许多车站建筑雄伟壮丽，已成为城市中的重要旅游景点。然而地铁是一种在地下空间内快速载运高度密集人群的复杂系统，容易发生突发性火灾事故，造成群死群伤的恶劣后果，如1995年，阿塞拜疆巴库地铁火灾，造成558人死亡，269人受伤，经济损失惨重，造成重大社会影响；又如1999年，韩国首尔地铁火灾，造成55人死亡；类似的还有2003年，韩国大邱地铁火灾，共造成198人死亡，146人受伤。正是由于地铁站相对于地面交通较封闭，结构复杂，人员密集，尤其是空间结构更加复杂，人员荷载更大的地铁换乘站，一旦发生突发性火灾事故，火灾若得不到有效控制或扑灭，火灾烟气会迅速沉降，人员的逃生方向和烟气的扩散方向都是从下向上，火灾烟气导致疏散通道能见度降低，影响人员逃生，特别在运营高峰期容易造成灾难性后果。因此，研究地铁换乘站发生火灾情况下的监控探测、烟气流动特性及优化控制系统有效性对于地铁换乘站内人员逃生及列车安全具有重要意义。国内外对于地铁站内火灾监控探测，火灾烟气流动特性和优化控制已进行过一定实验研究。尤其在几起重特大火灾造成群死群伤的事故后，地铁火灾引起了广泛的关注。同时这些事故也暴露了地铁消防存在严重缺陷，从而推动了地铁火灾发展和烟气控制方面的研究。目前对地铁火灾的实验研究包括实验室内的缩尺寸模拟研究和实际隧道内的现场模拟实验研究。如Drysdale等针对伦敦金十字地铁火灾建立了小尺寸实验台开展研究，研究表明自动扶梯燃烧产生的沟槽效应是事故发生的主要原因。2003年大邱地铁火灾发生后，Rie等人设计了缩尺度(1:40)的实验装置，对地铁站烟气控制开展研究。国内方面，那艳玲和钟茂华等分别开展了盐水试验和缩尺度模拟实验，对地铁火灾时的烟气流动开展了研究。钟委、纪杰等人建造了 1:8的地铁站台小尺寸实验台(公开号:201210189135.8)，用于模拟设置全封闭式屏蔽门的地铁车站站台。对站厅火灾时，楼梯口设置形式和火源位置的变化对烟气流动的影响开展了研究。胡隆华、孟娜和唐飞等人设计提供了一种地铁车站关键结合部位火灾烟气控制模拟实验平台(公开号:201410199044.1)，为研究地铁列车火灾停靠车站以及地铁车站站台火灾等多种场景下，地铁车站关键结合部位火灾烟气控制方案以及温度场、有毒气体浓度场等特征参数的演变规律提供了解决方案。钟茂华和史聪灵等人利用全尺寸热烟测试的方法，在某地铁车站试运营前在站台开展了现场火灾烟气实验，检测了地铁车站探测报警系统、通风排烟系统、事故照明及疏散通道等系统的安全性能，分析了屏蔽门制式下该车站通风排烟系统的烟气控制效果、楼扶梯开口烟控流速等是否满足安全要求。通过对已有技术的调研分析可以看出，现有的地铁火灾模拟实验平台在结构和功能上都具有一定的局限性，往往单独针对站台火灾、站厅火灾或者隧道火灾，而对地铁换乘站内的整体烟气优化控制、火灾探测开展的研究较少，现有研究主要是利用数值模拟软件获得相关数据，研究结果和真实场景的契合度还有待商榷和检验。故而，地铁换乘站内的烟气优化控制、火灾探测应该如何优化控制及参数设置，这方面缺乏基础实验研究平台支撑，而这些方面的研究对于开展地铁换乘站火灾时的烟气优化控制、火灾探测具有非常重要的科学意义。火灾科学的实验研究，从实验尺寸上可分为小尺寸实验研究和全尺寸实验研究。全尺寸实验需要投入大量人力、物力和财力，研究周期也相对长，同时由于实际火灾的边界条件复杂性，全尺寸火灾试验的可再现性较差；因此，大量学者主要是通过小尺寸的模型，并引入相似理论的思想来进行研究，小尺寸试验具有易操控性、良好的可再现性以及测量结果的可信度高等优点。
技术实现思路
为了研究地铁换乘站火灾时的烟气优化控制方案和火灾探测性能，本专利技术提供一套可以研究地铁换乘站火灾时的烟气优化控制方案和火灾探测特征的专用的地铁换乘车站火灾排烟模拟实验装置。一种地铁换乘车站火灾排烟的模拟实验装置包括地铁换乘车站主体模型和通风排烟系统； 所述地铁换乘车站主体模型包括由上至下的站厅层7、地下一层站台层5和地下二层站台层6 ;地下一层站台层5的两侧分别设有地下一层地铁隧道21，在地下二层站台层6的两侧分别设有地下二层地铁隧道25 ; 所述站厅层7的顶部设有覆盖顶部的站厅层排烟机构3，站厅层7内均布设有一氧化碳浓度测量探头18 ;站厅层7位于地下一层站台层5的顶部一侧； 所述地下一层站台层5的顶部另一侧设有覆盖顶部另一侧的地下一层排烟机构1，地下一层站台层5内均布设有一氧化碳浓度测量探头18、烟气流速测量探头19和热电偶20 ; 地下一层站台层5和地下二层站台层6呈二层楼状，地下二层站台层6的顶部设有覆盖顶部的地下二层排烟机构2，地下二层站台层6内均布设有一氧化碳浓度测量探头18、烟气流速测量探头19和热电偶20 ； 均布的一氧化碳浓度测量探头18、烟气流速测量探头19和热电偶20构成烟羽流特性参数测量机构； 站厅层7和地下一层站台层5之间设有三个以上的扶梯；地下一层站台层5和地下二层站台层6之间设有三个以上的扶梯； 还包括模拟火源24装置。进一步的结构细节如下: 所述站厅层排烟机构3和地下一层排烟机构I的结构相同，均由三个以上的排烟单元并列组成； 排烟单元包括二根以上的直烟管、二根以上的m形烟管8或二根以上的η形烟管； 所述m形烟管8的顶部有一个接口，底部有三个接口 ； 所述η形烟管的顶部有一个接口，底部有二个接口 ； 三个m形烟管8呈一字形排量列，顶部通过一个大尺寸的m形烟管连接着一个直烟管的一端口构成一个排烟单元；或二个η形烟管呈一字形排量列，顶部通过一个η形烟管连接着一个直烟管的一端口构成一个排烟单元。所述地下二层排烟机构2包括三根以上的L形烟管和二根以上的丰字形烟管； 所述丰字形烟管包括主管10，主管10的一侧管壁上均布开设有五个进烟口 12，与进烟口 12对应的主管(10)的两侧管壁上均布设有三对以上的短支管； 二根以上的丰字形烟管的一侧三个以上的短支管分别对应连接形成平面布置状态，且位于地下二层站台层6的顶部；丰字形烟管的另一侧三个以上的短支管分别连接着三根以上的L形烟管的一端，三根以上的L形烟管的另一端外伸。与每个扶梯的对应处分别设有风幕机11和自动挡烟垂壁17。地下一层站台层5的每个扶梯9的两侧和地下二层站台层6的每个扶梯9的两侧分别设有二个以上的模拟屏蔽门13。所述地下一层地铁隧道21和地下二层地铁隧道25内分别设有纵向通风装置，纵向通风装置包括二个以上的变频风机14和二个以上的整流风管4，提供纵向通风。所述地下一层站台层5内的顶部和地下二层站台层6内的顶部分别均布设有热电偶20，用于测量顶部的温度蔓延特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地铁换乘车站火灾排烟的模拟实验装置，包括地铁换乘车站主体模型和通风排烟系统，其特征在于：所述地铁换乘车站主体模型包括由上至下的站厅层（7）、地下一层站台层（5）和地下二层站台层（6）；地下一层站台层（5）的两侧分别设有地下一层地铁隧道（21），在地下二层站台层（6）的两侧分别设有地下二层地铁隧道（25）；所述站厅层（7）的顶部设有覆盖顶部的站厅层排烟机构（3），站厅层（7）内均布设有一氧化碳浓度测量探头（18）；站厅层（7）位于地下一层站台层（5）的顶部一侧；所述地下一层站台层（5）的顶部另一侧设有覆盖顶部另一侧的地下一层排烟机构（1），地下一层站台层（5）内均布设有一氧化碳浓度测量探头（18）、烟气流速测量探头（19）和热电偶（20）；地下一层站台层（5）和地下二层站台层（6）呈二层楼状，地下二层站台层（6）的顶部设有覆盖顶部的地下二层排烟机构（2），地下二层站台层（6）内均布设有一氧化碳浓度测量探头（18）、烟气流速测量探头（19）和热电偶（20）；均布的一氧化碳浓度测量探头（18）、烟气流速测量探头（19）和热电偶（20）构成烟羽流特性参数测量机构；站厅层（7）和地下一层站台层（5）之间设有三个以上的扶梯；地下一层站台层（5）和地下二层站台层（6）之间设有三个以上的扶梯；还包括模拟火源（24）装置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐飞，陈宇航，胡隆华，范传刚，石琴，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34