一種地鐵換乘車(chē)站火災(zāi)排煙模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火災(zāi)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于對(duì)地鐵換乘站火災(zāi)煙氣優(yōu)化控制、火災(zāi)探測(cè)進(jìn)行測(cè)試的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，地鐵由于具有運(yùn)量大、準(zhǔn)時(shí)、方便、少污染等優(yōu)點(diǎn)，常被稱(chēng)為“綠色交通”，越來(lái)越受人青睞，發(fā)展迅速。地鐵已作為現(xiàn)代城市生命線，是現(xiàn)代化城市立體交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。目前，全國(guó)有33個(gè)城市正在規(guī)劃地鐵建設(shè)，預(yù)計(jì)2020年全國(guó)規(guī)劃地鐵總里程將達(dá)6100公里，2010年一2015年地鐵建設(shè)投資規(guī)劃額將達(dá)11568億元，將是2010年的5.93倍。許多車(chē)站建筑雄偉壯麗，已成為城市中的重要旅游景點(diǎn)。
[0003]然而地鐵是一種在地下空間內(nèi)快速載運(yùn)高度密集人群的復(fù)雜系統(tǒng)，容易發(fā)生突發(fā)性火災(zāi)事故，造成群死群傷的惡劣后果，如1995年，阿塞拜疆巴庫(kù)地鐵火災(zāi)，造成558人死亡，269人受傷，經(jīng)濟(jì)損失慘重，造成重大社會(huì)影響；又如1999年，韓國(guó)首爾地鐵火災(zāi)，造成55人死亡；類(lèi)似的還有2003年，韓國(guó)大邱地鐵火災(zāi)，共造成198人死亡，146人受傷。正是由于地鐵站相對(duì)于地面交通較封閉，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人員密集，尤其是空間結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，人員荷載更大的地鐵換乘站，一旦發(fā)生突發(fā)性火災(zāi)事故，火災(zāi)若得不到有效控制或撲滅，火災(zāi)煙氣會(huì)迅速沉降，人員的逃生方向和煙氣的擴(kuò)散方向都是從下向上，火災(zāi)煙氣導(dǎo)致疏散通道能見(jiàn)度降低，影響人員逃生，特別在運(yùn)營(yíng)高峰期容易造成災(zāi)難性后果。因此，研究地鐵換乘站發(fā)生火災(zāi)情況下的監(jiān)控探測(cè)、煙氣流動(dòng)特性及優(yōu)化控制系統(tǒng)有效性對(duì)于地鐵換乘站內(nèi)人員逃生及列車(chē)安全具有重要意義。
[0004]國(guó)內(nèi)外對(duì)于地鐵站內(nèi)火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)，火災(zāi)煙氣流動(dòng)特性和優(yōu)化控制已進(jìn)行過(guò)一定實(shí)驗(yàn)研究。尤其在幾起重特大火災(zāi)造成群死群傷的事故后，地鐵火災(zāi)引起了廣泛的關(guān)注。同時(shí)這些事故也暴露了地鐵消防存在嚴(yán)重缺陷，從而推動(dòng)了地鐵火災(zāi)發(fā)展和煙氣控制方面的研究。目前對(duì)地鐵火災(zāi)的實(shí)驗(yàn)研究包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的縮尺寸模擬研究和實(shí)際隧道內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)研究。如Drysdale等針對(duì)倫敦金十字地鐵火災(zāi)建立了小尺寸實(shí)驗(yàn)臺(tái)開(kāi)展研究，研究表明自動(dòng)扶梯燃燒產(chǎn)生的溝槽效應(yīng)是事故發(fā)生的主要原因。2003年大邱地鐵火災(zāi)發(fā)生后，Rie等人設(shè)計(jì)了縮尺度(1:40)的實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)地鐵站煙氣控制開(kāi)展研究。國(guó)內(nèi)方面，那艷玲和鐘茂華等分別開(kāi)展了鹽水試驗(yàn)和縮尺度模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)地鐵火災(zāi)時(shí)的煙氣流動(dòng)開(kāi)展了研究。鐘委、紀(jì)杰等人建造了 1:8的地鐵站臺(tái)小尺寸實(shí)驗(yàn)臺(tái)(公開(kāi)號(hào):201210189135.8)，用于模擬設(shè)置全封閉式屏蔽門(mén)的地鐵車(chē)站站臺(tái)。對(duì)站廳火災(zāi)時(shí)，樓梯口設(shè)置形式和火源位置的變化對(duì)煙氣流動(dòng)的影響開(kāi)展了研究。胡隆華、孟娜和唐飛等人設(shè)計(jì)提供了一種地鐵車(chē)站關(guān)鍵結(jié)合部位火災(zāi)煙氣控制模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(公開(kāi)號(hào):201410199044.1)，為研究地鐵列車(chē)火災(zāi)?？寇?chē)站以及地鐵車(chē)站站臺(tái)火災(zāi)等多種場(chǎng)景下，地鐵車(chē)站關(guān)鍵結(jié)合部位火災(zāi)煙氣控制方案以及溫度場(chǎng)、有毒氣體濃度場(chǎng)等特征參數(shù)的演變規(guī)律提供了解決方案。鐘茂華和史聰靈等人利用全尺寸熱煙測(cè)試的方法，在某地鐵車(chē)站試運(yùn)營(yíng)前在站臺(tái)開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)煙氣實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)了地鐵車(chē)站探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、通風(fēng)排煙系統(tǒng)、事故照明及疏散通道等系統(tǒng)的安全性能，分析了屏蔽門(mén)制式下該車(chē)站通風(fēng)排煙系統(tǒng)的煙氣控制效果、樓扶梯開(kāi)口煙控流速等是否滿足安全要求。
[0005]通過(guò)對(duì)已有技術(shù)的調(diào)研分析可以看出，現(xiàn)有的地鐵火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在結(jié)構(gòu)和功能上都具有一定的局限性，往往單獨(dú)針對(duì)站臺(tái)火災(zāi)、站廳火災(zāi)或者隧道火災(zāi)，而對(duì)地鐵換乘站內(nèi)的整體煙氣優(yōu)化控制、火災(zāi)探測(cè)開(kāi)展的研究較少，現(xiàn)有研究主要是利用數(shù)值模擬軟件獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，研究結(jié)果和真實(shí)場(chǎng)景的契合度還有待商榷和檢驗(yàn)。故而，地鐵換乘站內(nèi)的煙氣優(yōu)化控制、火災(zāi)探測(cè)應(yīng)該如何優(yōu)化控制及參數(shù)設(shè)置，這方面缺乏基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)支撐，而這些方面的研究對(duì)于開(kāi)展地鐵換乘站火災(zāi)時(shí)的煙氣優(yōu)化控制、火災(zāi)探測(cè)具有非常重要的科學(xué)意義。
[0006]火災(zāi)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，從實(shí)驗(yàn)尺寸上可分為小尺寸實(shí)驗(yàn)研究和全尺寸實(shí)驗(yàn)研究。全尺寸實(shí)驗(yàn)需要投入大量人力、物力和財(cái)力，研究周期也相對(duì)長(zhǎng)，同時(shí)由于實(shí)際火災(zāi)的邊界條件復(fù)雜性，全尺寸火災(zāi)試驗(yàn)的可再現(xiàn)性較差；因此，大量學(xué)者主要是通過(guò)小尺寸的模型，并引入相似理論的思想來(lái)進(jìn)行研究，小尺寸試驗(yàn)具有易操控性、良好的可再現(xiàn)性以及測(cè)量結(jié)果的可信度高等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了研究地鐵換乘站火災(zāi)時(shí)的煙氣優(yōu)化控制方案和火災(zāi)探測(cè)性能，本發(fā)明提供一套可以研究地鐵換乘站火災(zāi)時(shí)的煙氣優(yōu)化控制方案和火災(zāi)探測(cè)特征的專(zhuān)用的地鐵換乘車(chē)站火災(zāi)排煙模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
[0008]一種地鐵換乘車(chē)站火災(zāi)排煙的模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括地鐵換乘車(chē)站主體模型和通風(fēng)排煙系統(tǒng)；
所述地鐵換乘車(chē)站主體模型包括由上至下的站廳層7、地下一層站臺(tái)層5和地下二層站臺(tái)層6 ;地下一層站臺(tái)層5的兩側(cè)分別設(shè)有地下一層地鐵隧道21，在地下二層站臺(tái)層6的兩側(cè)分別設(shè)有地下二層地鐵隧道25 ;
所述站廳層7的頂部設(shè)有覆蓋頂部的站廳層排煙機(jī)構(gòu)3，站廳層7內(nèi)均布設(shè)有一氧化碳濃度測(cè)量探頭18 ;站廳層7位于地下一層站臺(tái)層5的頂部一側(cè)；
所述地下一層站臺(tái)層5的頂部另一側(cè)設(shè)有覆蓋頂部另一側(cè)的地下一層排煙機(jī)構(gòu)1，地下一層站臺(tái)層5內(nèi)均布設(shè)有一氧化碳濃度測(cè)量探頭18、煙氣流速測(cè)量探頭19和熱電偶20 ;
地下一層站臺(tái)層5和地下二層站臺(tái)層6呈二層樓狀，地下二層站臺(tái)層6的頂部設(shè)有覆蓋頂部的地下二層排煙機(jī)構(gòu)2，地下二層站臺(tái)層6內(nèi)均布設(shè)有一氧化碳濃度測(cè)量探頭18、煙氣流速測(cè)量探頭19和熱電偶20 ；
均布的一氧化碳濃度測(cè)量探頭18、煙氣流速測(cè)量探頭19和熱電偶20構(gòu)成煙羽流特性參數(shù)測(cè)量機(jī)構(gòu)；
站廳層7和地下一層站臺(tái)層5之間設(shè)有三個(gè)以上的扶梯；地下一層站臺(tái)層5和地下二層站臺(tái)層6之間設(shè)有三個(gè)以上的扶梯；
還包括模擬火源24裝置。
[0009]進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)如下:
所述站廳層排煙機(jī)構(gòu)3和地下一層排煙機(jī)構(gòu)I的結(jié)構(gòu)相同，均由三個(gè)以上的排煙單元并列組成； 排煙單元包括二根以上的直煙管、二根以上的m形煙管8或二根以上的η形煙管； 所述m形煙管8的頂部有一個(gè)接口，底部有三個(gè)接口 ；
所述η形煙管的頂部有一個(gè)接口，底部有二個(gè)接口 ；
三個(gè)m形煙管8呈一字形排量列，頂部通過(guò)一個(gè)大尺寸的m形煙管連接著一個(gè)直煙管的一端口構(gòu)成一個(gè)排煙單元；或二個(gè)η形煙管呈一字形排量列，頂部通過(guò)一個(gè)η形煙管連接著一個(gè)直煙管的一端口構(gòu)成一個(gè)排煙單元。
[0010]所述地下二層排煙機(jī)構(gòu)2包括三根以上的L形煙管和二根以上的豐字形煙管； 所述豐字形煙管包括主管10，主管10的一側(cè)管壁上均布開(kāi)設(shè)有五個(gè)進(jìn)煙口 12，與進(jìn)煙口 12對(duì)應(yīng)的主管(10)的兩側(cè)管壁上均布設(shè)有三對(duì)以上的短支管；
二根以上的豐字形煙管的一側(cè)三個(gè)以上的短支管分別對(duì)應(yīng)連接形成平面布置狀態(tài)，且位于地下二層站臺(tái)層6的頂部；豐字形煙管的另一側(cè)三個(gè)以上的短支管分別連接著三根以上的L形煙管的一端，三根以上的L形煙管的另一端外伸。
[0011]與每個(gè)扶梯的對(duì)應(yīng)處分別設(shè)有風(fēng)幕機(jī)11和自動(dòng)擋煙垂壁17。
[0012]地下一層站臺(tái)層5的每個(gè)扶梯9的兩側(cè)和地下二層站臺(tái)層6的每個(gè)扶梯9的兩側(cè)分別設(shè)有二個(gè)以上的模擬屏蔽門(mén)13。
[0013]所述地下一層地鐵隧道21和地下二層地鐵隧道25內(nèi)分別設(shè)有縱向通風(fēng)裝置，縱向通風(fēng)裝置包括二個(gè)以上的變頻風(fēng)機(jī)14和二個(gè)以上的整流風(fēng)管4，提供縱向通風(fēng)。
[0014]所述地下一層站臺(tái)層5內(nèi)的頂部和地下二層站臺(tái)層6內(nèi)的頂部分別均布設(shè)有熱電偶20，用于測(cè)量頂部的溫度蔓延特性；地下一層站臺(tái)層5內(nèi)的中心面和地下二層站臺(tái)層6內(nèi)的中心面分別均布設(shè)