| 【部分正文預覽】 |
1 地鐵火災的特點及傳統和新型防火隔煙設施在地鐵火災中,煙氣是主要“殺手”。據有關數據資料統計,在受害人群中大約有2/ 3 都是煙毒致死,只有1/ 3 是被火燒死[1 ] 。傳統防排煙設施是做防火分區,如防火卷簾、防火門等,這種物理分割雖然在一定程度上可以阻擋火煙的蔓延,但阻礙交通,影響救援及疏散通道,并不適合在地鐵中使用。因此考慮用另一種防火隔煙設施———水幕。使用水幕作為防火分區,在地下疏散通道中,地下人員能穿過水幕安全疏散到地面,而地面上的消防人員通過水幕也可以進入火場滅火撲救,不會受到阻礙,克服了其他防火隔煙方法完全隔斷疏散和撲救通道的弱點。同時還能冷卻防火分割物,提高耐火性能,部分細微水滴受熱蒸發還能帶走大量熱量,降低火場溫度[2 ] 。
目前我國生產的水幕系統主要是“開式自動噴水滅火系統”,但是形成的是不均勻的水簾幕狀,火災中的火煙可通過噴水縫隙擴散到水幕的另一邊,不能在火災時起到充當防火分區的作用。
傳統的消防設施并不適合在地鐵中使用,因此有人提出一種新型水幕系統———“管路箱型開式自動噴水成幕滅火隔煙系統”(簡稱為“新型箱式水幕系統”) [3 ] ,如圖1 所示。本文主要對該水幕系統箱體內水流狀態及其優化、用水量等進行探討。
2 新型箱式水幕系統的水流狀態
新型箱式水幕系統在火災中的防火隔煙效果必須得到驗證后才能投入使用,而驗證的關鍵是水幕箱體內水的流動狀態。本文采用數值計算方法分析圖1 新型箱式水幕系統示意
箱式水幕系統中箱體內的水流狀態。
用于進行數值計算的水幕箱體橫截面尺寸見圖2 。水箱箱體長度取212 m ,進水管段的長度取0104m ,進水管的截面形狀為方形且邊長為0105 m ,箱體上端寬0115 m ,下端出口寬(即矩形噴嘴寬) 0101m。水箱上部高為0133 m ,下部與豎直方向呈45°,高0107 m ,最下端噴口部分高0104 m。流動分析是建立在專門的流體計算軟件CFX4 的基礎上,CFX4基于有限體積法并使用多塊網格原理,在具體的數值計算中,使用了標準kOε模型,模型常數均取標準值[4 ] 。由于箱體的幾何形狀和流動條件均為左右對稱,計算分析僅取箱體的一半進行。邊界條件以進水管入口和矩形噴嘴出口之間的壓強差的形式給出,具體數值在本次計算中取為10 kPa 。 |
