| 【部分正文预览】 |
1 地铁火灾的特点及传统和新型防火隔烟设施在地铁火灾中,烟气是主要“杀手”。据有关数据资料统计,在受害人群中大约有2/ 3 都是烟毒致死,只有1/ 3 是被火烧死[1 ] 。传统防排烟设施是做防火分区,如防火卷帘、防火门等,这种物理分割虽然在一定程度上可以阻挡火烟的蔓延,但阻碍交通,影响救援及疏散通道,并不适合在地铁中使用。因此考虑用另一种防火隔烟设施———水幕。使用水幕作为防火分区,在地下疏散通道中,地下人员能穿过水幕安全疏散到地面,而地面上的消防人员通过水幕也可以进入火场灭火扑救,不会受到阻碍,克服了其他防火隔烟方法完全隔断疏散和扑救通道的弱点。同时还能冷却防火分割物,提高耐火性能,部分细微水滴受热蒸发还能带走大量热量,降低火场温度[2 ] 。
目前我国生产的水幕系统主要是“开式自动喷水灭火系统”,但是形成的是不均匀的水帘幕状,火灾中的火烟可通过喷水缝隙扩散到水幕的另一边,不能在火灾时起到充当防火分区的作用。
传统的消防设施并不适合在地铁中使用,因此有人提出一种新型水幕系统———“管路箱型开式自动喷水成幕灭火隔烟系统”(简称为“新型箱式水幕系统”) [3 ] ,如图1 所示。本文主要对该水幕系统箱体内水流状态及其优化、用水量等进行探讨。
2 新型箱式水幕系统的水流状态
新型箱式水幕系统在火灾中的防火隔烟效果必须得到验证后才能投入使用,而验证的关键是水幕箱体内水的流动状态。本文采用数值计算方法分析图1 新型箱式水幕系统示意
箱式水幕系统中箱体内的水流状态。
用于进行数值计算的水幕箱体横截面尺寸见图2 。水箱箱体长度取212 m ,进水管段的长度取0104m ,进水管的截面形状为方形且边长为0105 m ,箱体上端宽0115 m ,下端出口宽(即矩形喷嘴宽) 0101m。水箱上部高为0133 m ,下部与竖直方向呈45°,高0107 m ,最下端喷口部分高0104 m。流动分析是建立在专门的流体计算软件CFX4 的基础上,CFX4基于有限体积法并使用多块网格原理,在具体的数值计算中,使用了标准kOε模型,模型常数均取标准值[4 ] 。由于箱体的几何形状和流动条件均为左右对称,计算分析仅取箱体的一半进行。边界条件以进水管入口和矩形喷嘴出口之间的压强差的形式给出,具体数值在本次计算中取为10 kPa 。 |
