本發(fā)明涉及火災試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于地鐵折返線的火災試驗裝置及方法。

背景技術(shù)：

作為狹長型的地下密閉空間，隧道火災安全一直是國內(nèi)外相關(guān)學者關(guān)注的熱點問題。目前針對單洞隧道火災的研究已經(jīng)建立了火源上方最高溫度的預測模型、溫度縱向及橫向衰減模型、毒性氣體縱向分布模型、豎井排煙效率優(yōu)化模型、臨界風速預測模型等，這些預測模型大多源自小尺寸實驗數(shù)據(jù)的擬合分析，部分模型被地鐵、公路隧道的防排煙設計和標準、規(guī)范的編制所采用。

現(xiàn)有技術(shù)模型均是基于對單洞隧道火災實驗數(shù)據(jù)的量綱分析所得，未考慮對地鐵隧道列車火災的情況，未充分研究起火列車本身的長度和阻塞比對煙氣控制的影響，只針對單洞隧道的火災煙氣控制進行研究，而實際的地鐵隧道中，折返隧道廣泛地分布于站前或站后的上行、下行隧道之間，火災情況下兩條隧道不可避免地會通過折返隧道互相影響，而現(xiàn)有技術(shù)模型未考慮這一影響。

現(xiàn)有技術(shù)模型均采用風流均勻的縱向通風對煙氣控制效果進行研究，未考慮地鐵列車在折返隧道內(nèi)起火的情況，折返隧道內(nèi)一般安裝有射流風機進行風流調(diào)節(jié)，而針對射流風機對折返隧道內(nèi)火災煙氣控制的研究很少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種用于地鐵折返線的火災試驗裝置及方法，解決起火列車?？吭谡鄯邓淼兰捌渑R近的上行、下行隧道時，煙氣難以被控制在有限區(qū)域內(nèi)流動并及時排除，從而嚴重威脅人員安全疏散的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于地鐵折返線的火災試驗裝置，包括上行隧道、下行隧道和折返隧道，其中所述折返隧道的兩端分別與所述的上行隧道、下行隧道相連通，在所述上行隧道中設有上行隧道風機，在所述下行隧道中設有下行隧道風機，在所述折返隧道的內(nèi)壁頂部設有多組射流風機。

進一步地，所述的用于地鐵折返線的火災試驗裝置還包括列車模型，其中所述列車模型設置在所述上行隧道、所述下行隧道或所述折返隧道中。

進一步地，在所述列車模型的底部路基上設有火源點，所述火源點設置在所述列車模型的車頭部、車中部或車尾部。

具體地，所述上行隧道風機和所述下行隧道風機對應設置在所述上行隧道和所述下行隧道的同一端。

具體地，在所述折返隧道中設有三組射流風機，每組射流風機包括兩臺射流風機。

進一步地，在所述上行隧道和所述下行隧道的側(cè)壁上分別設有若干觀察窗。

具體地，所述的若干觀察窗沿隧道延伸方向均勻布置。

本發(fā)明還提供了一種用于地鐵折返線的火災試驗方法，具體包括如下步驟：

將列車模型分別放置于上行隧道、下行隧道和折返隧道中；

在列車模型的底部路基上設置火源點，所述火源點設置在列車模型的車頭部、車中部或車尾部；

采用油池火或氣體火作為火源，將火源放置于火源點上，模擬列車模型的起火狀態(tài)；

當列車模型在上行隧道中起火時，同時開啟上行隧道中的上行隧道風機和折返隧道中的射流風機進行排煙，其中上行隧道風機的風向為自列車模型未起火部分至起火部分方向，射流風機的風向為自下行隧道至上行隧道方向；

當列車模型在下行隧道中起火時，同時開啟下行隧道中的下行隧道風機和折返隧道中的射流風機進行排煙，其中下行隧道風機的風向為自列車模型未起火部分至起火部分方向，射流風機的風向為自上行隧道至下行隧道方向；

當列車模型在折返隧道中起火時，開啟折返隧道內(nèi)的射流風機，其中射流風機的風向為自列車模型未起火部分至起火部分方向；若射流風機的風向為自上行隧道至下行隧道方向，則開啟下行隧道中的下行隧道風機進行排煙；若射流風機的風向為自下行隧道至上行隧道方向，則開啟上行隧道中的上行隧道風機進行排煙；

獲取列車模型在不同起火狀態(tài)時，所述的上行隧道風機、下行隧道風機和射流風機，分別在正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)。

進一步地，對獲取的正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行比對處理，獲得三種模式下煙氣流動規(guī)律的差異性數(shù)據(jù)。

具體地，所述煙氣流動特性數(shù)據(jù)包括煙氣溫度、毒性氣體濃度和能見度。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明提供的用于地鐵折返線的火災試驗裝置及方法，針對起火列車?？吭谡鄯邓淼兰捌渑R近的上行隧道、下行隧道的情況下，通過控制上行隧道風機、下行隧道風機和射流風機，能夠誘導煙氣在有限區(qū)域內(nèi)流動并及時排出，為緊急情況下人員疏散創(chuàng)造安全的路徑。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一用于地鐵折返線的火災試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一用于地鐵折返線的火災試驗裝置的第一種列車模型布置圖；

圖3是本發(fā)明實施例一用于地鐵折返線的火災試驗裝置的第二種列車模型布置圖；

圖4是本發(fā)明實施例一用于地鐵折返線的火災試驗裝置的第三種列車模型布置圖；

圖5是本發(fā)明實施例一用于地鐵折返線的火災試驗裝置的折返隧道斷面示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例一用于地鐵折返線的火災試驗裝置的觀察窗布置圖。

圖中：1：上行隧道；2：下行隧道；3：折返隧道；4：上行隧道風機；5：下行隧道風機；6：射流風機；7：觀察窗；8：列車模型；9：底部路基。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種用于地鐵折返線的火災試驗裝置，該火災試驗裝置可以按照地鐵隧道實際尺寸的1:5進行等比例縮小，該火災試驗裝置包括上行隧道1、下行隧道2和折返隧道3，其中所述折返隧道3的兩端分別與所述的上行隧道1、下行隧道2相連通。

在所述上行隧道1中設有上行隧道風機4，在所述下行隧道2中設有下行隧道風機5，其中所述的上行隧道風機4和下行隧道風機5均為正反轉(zhuǎn)風機，用于模擬實際地鐵隧道中的縱向通風模式。

在本實施例中，所述上行隧道風機4和所述下行隧道風機5對應設置在所述上行隧道1和所述下行隧道2的同一端。

所述折返隧道3的內(nèi)壁頂部設有多組射流風機6。

在本實施例中，所述折返隧道3內(nèi)設有三組射流風機6，每組包括兩臺，可實現(xiàn)對火災煙氣的雙向控制。

本實施例中所述的火災試驗裝置還包括列車模型8，由于實際地鐵隧道中，火災具有隨機性和不確定性，起火列車可能因為電氣故障緊急?？吭诰€路的任意位置，因此在本實施例中，設置三種典型的起火列車停靠位置。

如圖2-4所示，所述列車模型8的尺寸同樣按照實際列車尺寸1:5進行等比例縮小，將所述列車模型8設置在所述上行隧道1、所述下行隧道2或所述折返隧道3中，針對這三種位置，可以進行多種變量的火災煙氣控制模式和方法研究。

在所述列車模型8的底部路基上設有火源點，所述火源點設置在所述列車模型8的車頭部、車中部或車尾部。

如圖5所示，所述列車模型8設置在所述折返隧道3中，所述火源點設置在所述列車模型8底部的折返隧道路基9上。

在所述上行隧道1和所述下行隧道2的側(cè)壁上分別均勻布置有若干觀察窗。通過設置這一系列觀察窗，可以清楚地觀察煙氣流動、蔓延、空氣卷吸和漩渦的形成過程，有利于更加直觀地對實驗數(shù)據(jù)和理論模型進行補充解釋。如圖6所示，在所述下行隧道2的側(cè)壁上均勻布置有6個觀察窗7。

通過本實施例所述的火災試驗裝置，能夠針對起火列車?？吭谡鄯邓淼兰捌渑R近的上行隧道、下行隧道的不同情況，通過控制上行隧道風機、下行隧道風機和射流風機，誘導煙氣在有限區(qū)域內(nèi)流動并及時排出，為緊急情況下人員疏散創(chuàng)造安全的路徑。

實施例2

本發(fā)明實施例提供一種用于地鐵折返線的火災試驗方法，采用實施例1中所述的火災試驗裝置進行試驗，具體包括如下步驟：

將列車模型放置于上行隧道中。

在列車模型的底部路基上設置火源點，將火源點設置在列車模型的車頭部。

采用油池火作為火源，將火源放置于火源點上，模擬列車模型在上行隧道中的起火狀態(tài)。

列車模型在上行隧道中起火時，同時開啟上行隧道中的上行隧道風機和折返隧道中的射流風機進行排煙，其中上行隧道風機的風向為自列車模型未起火部分至起火部分方向，射流風機的風向為自下行隧道至上行隧道方向。

獲取列車模型在上行隧道起火時，所述上行隧道風機和所述射流風機，分別在正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，其中所述的煙氣流動特性數(shù)據(jù)包括煙氣溫度、毒性氣體濃度及能見度的測量結(jié)果。

本實施例所述的火災試驗方法具有如下技術(shù)效果：

1、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行比對處理，能夠獲得列車模型在上行隧道中起火時，三種模式下煙氣流動規(guī)律的差異性數(shù)據(jù)。

2、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠建立列車模型在上行隧道中起火時，所述上行隧道風機和所述射流風機組成的通風系統(tǒng)對上行隧道中火災煙氣的阻隔模型。

3、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠獲得列車模型在上行隧道中起火時，射流風機的最優(yōu)通風排煙模式以及上行隧道風機的最優(yōu)通風排煙模式。

4、通過本實施例所述的火災試驗方法，將射流風機的最優(yōu)通風排煙模式與上行隧道風機的最優(yōu)通風排煙模式相結(jié)合，能夠建立列車模型在上行隧道中起火時，折返隧道與上行隧道通風系統(tǒng)聯(lián)動作用下的煙氣控制模型。

5、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取故障模式和延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這兩種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠建立排煙不利情況下列車模型在上行隧道起火時，火災環(huán)境對人員危害程度的預測模型。

實施例3

本發(fā)明實施例提供一種用于地鐵折返線的火災試驗方法，采用實施例1中所述的火災試驗裝置進行試驗，具體包括如下步驟：

將列車模型放置于下行隧道中。

在列車模型的底部路基上設置火源點，所述火源點設置在列車模型的車尾部。

采用氣體火作為火源，將火源放置于火源點上，模擬列車模型在下行隧道中時的排煙措施。

列車模型在下行隧道中起火時，同時開啟下行隧道中的下行隧道風機和折返隧道中的射流風機進行排煙，其中下行隧道風機的風向為自列車模型未起火部分至起火部分方向，射流風機的風向為自上行隧道至下行隧道方向。

獲取列車模型在下行隧道中起火時，所述下行隧道風機和所述射流風機，分別在正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，其中所述的煙氣流動特性數(shù)據(jù)包括煙氣溫度、毒性氣體濃度及能見度的測量結(jié)果。

本實施例所述的火災試驗方法具有如下技術(shù)效果：

1、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行比對處理，能夠獲得列車模型在下行隧道中起火時，三種模式下煙氣流動規(guī)律的差異性數(shù)據(jù)。

2、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠建立列車模型在下行隧道中起火時，所述下行隧道風機和所述射流風機組成的通風系統(tǒng)對下行隧道中火災煙氣的阻隔模型。

3、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠獲得列車模型在下行隧道中起火時，射流風機的最優(yōu)通風排煙模式以及下行隧道風機的最優(yōu)通風排煙模式。

4、通過本實施例所述的火災試驗方法，將射流風機的最優(yōu)通風排煙模式與下行隧道風機的最優(yōu)通風排煙模式相結(jié)合，能夠建立列車模型在下行隧道中起火時，折返隧道與下行隧道通風系統(tǒng)聯(lián)動作用下的煙氣控制模型。

5、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取故障模式和延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這兩種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠建立排煙不利情況下列車模型在下行隧道起火時，火災環(huán)境對人員危害程度的預測模型。

實施例4

本發(fā)明實施例提供一種用于地鐵折返線的火災試驗方法，采用實施例1中所述的火災試驗裝置進行試驗，具體包括如下步驟：

將列車模型放置于折返隧道中。

在列車模型的底部路基上設置火源點，所述火源點設置在列車模型的車中部。

采用油池火作為火源，將火源放置于火源點上，模擬列車模型在折返隧道中起火時的排煙措施。

列車模型在折返隧道中起火時，開啟折返隧道內(nèi)的射流風機，其中射流風機的風向為自列車模型未起火部分至起火部分方向。

在本實施例中，射流風機的風向為自上行隧道至下行隧道方向，則同時開啟下行隧道中的下行隧道風機進行排煙；或射流風機的風向為自下行隧道至上行隧道方向，此時需要同時開啟上行隧道中的上行隧道風機進行排煙。

獲取列車模型在折返隧道中起火時，所述射流風機與所述下行隧道風機，分別在正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，其中所述的煙氣流動特性數(shù)據(jù)包括煙氣溫度、毒性氣體濃度及能見度的測量結(jié)果。

本實施例所述的火災試驗方法具有如下技術(shù)效果：

1、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行比對處理，能夠獲得列車模型在折返隧道中起火時，三種模式下煙氣流動規(guī)律的差異性數(shù)據(jù)。

2、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠建立列車模型在折返隧道中起火時，所述下行隧道風機和所述射流風機組成的通風系統(tǒng)對折返隧道中火災煙氣的阻隔模型。

3、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取正常開啟模式、故障模式以及延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這三種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠獲得列車模型在折返隧道中起火時，射流風機的最優(yōu)通風排煙模式以及下行隧道風機的最優(yōu)通風排煙模式。

4、通過本實施例所述的火災試驗方法，將射流風機的最優(yōu)通風排煙模式與下行隧道風機的最優(yōu)通風排煙模式相結(jié)合，能夠建立列車模型在折返隧道中起火時，折返隧道與下行隧道通風系統(tǒng)聯(lián)動作用下的煙氣控制模型。

5、通過本實施例所述的火災試驗方法，能夠獲取故障模式和延遲開啟模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)，通過對這兩種模式下的煙氣流動特性數(shù)據(jù)進行分析處理，能夠建立排煙不利情況下列車模型在折返隧道起火時，火災環(huán)境對人員危害程度的預測模型。

綜上所述，本發(fā)明提供的用于地鐵折返線的火災試驗裝置及方法，針對起火列車?？吭谡鄯邓淼阑蚺c其臨近的上行隧道、下行隧道的情況下，通過控制設置在隧道中的風機，誘導煙氣在有限區(qū)域內(nèi)流動并及時排出，為緊急情況下人員疏散創(chuàng)造安全的路徑。

通過本發(fā)明還能夠為地鐵折返隧道與區(qū)間隧道交匯處的通風排煙設計提供技術(shù)參考。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。