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地铁岛式站台车站性能化防火设计及研究

作　者: 甄龙飞
导　师: 李进
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 岛式站台 性能化防火设计 FDS 通风排烟 屏蔽门
分类号: U231.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


在城市公共交通中，地铁是城市现代化发展的一个重要标志，也是城市交通未来的发展方向。世界上越来越多的国家已经建成或正在建设地铁系统，国内的地铁交通系统正处于快速发展的阶段。地铁在给人们带来便捷出行的同时也带来了许多火灾预防和控制的新问题。近年来地铁不断发生火灾，造成了人员的重大伤亡和财产的巨大损失。地铁建筑不同于地上建筑，地铁具有深埋地下、空间狭长又相对封闭、客流量大和逃生路径少的特点。传统的指令式设计理念已经越来越不能满足其设计要求。性能化防火设计与指令式设计相比具有灵活性、安全性、经济性和科学性的特点，它作为一种新型的防火设计，运用消防安全工程的原理，整体考虑建筑物结构应达到一定的性能化目标，根据结构的实际情况定性、定量的评估和预测，最终得到最佳的防火设计。性能化防火设计正在以其优异的防火性能广泛的应用于世界各地。理论上通过改变地铁车站的通风排烟方式，可以实现控制烟气、降低楼梯口的温度和降低烟气层厚度的理想状态，但在实际工程中通风排烟方式的改变必然会对环控系统的技术提出更高的要求，有的甚至还会增加设备的投资，我们不能一味的追求安全性而忽略其经济性。本文在不改变地铁站台传统通风排烟方式的前提下通过减少屏蔽门开启数量、改变楼梯开口形式和减少楼梯数量为研究对象进行研究，这些因素的改变在实际工程中容易实现，且能达到明显效果。本文运用性能化防火设计的原理，利用FDS（Fire Dynamics Simulator）软件对西安地铁二号线体育场站的岛式站台车站进行数值模拟，分析岛式站台中央处、楼梯前和区间轨道处发生火灾时的烟气浓度及流动规律、安全高度处水平面（1.6m人眼高度）的温度、竖向温度和楼梯口温度的变化情况，根据数值模拟的结果提出了一些建议希望为未来的地铁通风排烟设计提供帮助。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-20
  1.1 研究背景  10-16
    1.1.1 当代地铁发展的概况  10-12
    1.1.2 地铁车站的分类  12-13
    1.1.3 地铁火灾的原因及特点  13-16
  1.2 国内外地铁火灾的研究现状  16-17
    1.2.1 国外地铁火灾研究现状  16-17
    1.2.2 国内地铁火灾研究现状  17
  1.3 针对地铁火灾研究中存在的不足  17-18
  1.4 论文研究的意义及主要内容  18-20
    1.4.1 研究意义  18
    1.4.2 研究的主要内容  18-20
2 性能化防火设计的提出及研究现状  20-32
  2.1 性能化防火设计提出的历史背景  20-21
  2.2 性能化防火设计国内外研究现状  21-27
    2.2.1 性能化防火设计国外研究现状  21-26
    2.2.2 性能化防火设计国内研究现状  26-27
  2.3 性能化防火设计的基本内容  27-29
    2.3.1 性能化防火设计的概念  27
    2.3.2 性能化防火设计的基本特征  27-28
    2.3.3 性能化防火设计的基本步骤  28-29
  2.4 本章小结  29-32
3 地铁车站火灾烟气流动与控制途径  32-46
  3.1 火灾的燃烧过程  32-33
  3.2 地铁车站火灾烟气流动的特点  33-35
  3.3 地铁火灾烟气的流动计算  35-39
    3.3.1 对称烟羽流  35-37
    3.3.2 烟气顶棚射流  37-38
    3.3.3 地铁火灾流动的基本方程  38-39
  3.4 地铁站烟气控制途径  39-42
    3.4.1 自然排烟方式  40-41
    3.4.2 负压排烟方式  41
    3.4.3 机械排烟方式  41-42
    3.4.4 人员疏散路径  42
  3.5 烟气流动的计算机模拟模型  42-44
    3.5.1 经验模型  43
    3.5.2 区域模型  43
    3.5.3 网络模型  43
    3.5.4 场模型  43-44
  3.6 本章小结  44-46
4 性能化防火设计在西安地铁二号线体育场站中的应用  46-74
  4.1 工况概况  46-47
  4.2 FDS 软件及 Pyrosim—消防火灾模拟软件介绍  47-48
  4.3 性能化防火设计的目标及内容  48-49
    4.3.1 研究目标  48
    4.3.2 研究内容  48
    4.3.3 地铁防火相关规范安全性判断  48-49
    4.3.4 火源的设定  49
  4.4 岛式站台数值模拟及模拟工况  49-72
    4.4.1 分析模型的建立  49-50
    4.4.2 站台火灾烟气数值模拟工况  50-51
    4.4.3 岛式站台发生火灾的工况模拟  51-72
  4.5 本章小结  72-74
5 结论与展望  74-78
  5.1 结论  74-75
  5.2 建议  75
  5.3 展望  75-78
参考文献  78-82
致谢  82-84
研究生期间发表的论文  84

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 特种铁路 > 地下铁路 > 地铁车站
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