王淞1宋吉斌2卢小维3
（1.沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168；2.中建三局二公司，湖北武汉430000）
摘要：目的活塞风影响下屏蔽门系统对地铁站台火灾蔓延的控制作用.方法运用FDS模拟地铁车站火灾，分析屏蔽门系统对地铁车站站台火灾向车站隧道火灾蔓延的控制作用.结论屏蔽门系统对车站站台火灾向车站隧道蔓延起到了一定的控制作用，为人员的安全疏散和火灾的扑救工作提供了充足的时间。
关键词：活塞风；屏蔽门系统；火灾蔓延；控制作用
中图分类号：U231+.1文献标志码：A
0引言
地铁车站内部活塞风的存在使车站内部通风环境更加复杂，地下地铁空间密闭[1]，一旦发生火灾高温烟气很难迅速排出，并会蔓延充满整个地下空间；我们了解到整个列车进出站过程车站站台受活塞风影响时间维持在200s左右[2]，地铁火灾如果受到地铁活塞风的影响，大部分高温烟气将在车站站台和车站隧道内蔓延，加重火灾的严重程度，增大火灾扑救的难度，人员安全疏散时间也将减短。
1活塞风的设定
通过地铁活塞风的现场测试得到列车进出站时车站站台各测点风速变化，我们可以发现列车进出站时站台的活塞风最大值可达4m/s，这与不存在屏蔽门系统情况下车站活塞风的峰值相接近，为活塞风影响下地铁车站火灾烟气蔓延情况的数值模拟活塞风风速的设定提供实际意义的风速值，不存在屏蔽门系统情况下模型设定的活塞风风速最大值为4m/；通过活塞风的现场测试，我们得到存在屏蔽门系统情况下列车进出站时站台的活塞风最大值可达2.5m/s[2]，在模型中设定的活塞风风速值设定为2.5m/s。
2屏蔽门系统对站台火灾向车站隧道蔓延控制作用的分析
2.1热释放速率分析
如图1显示的是地铁车站站台屏蔽门系统是否存在情况下加入地铁活塞风前后火源热释放速率的变化情况。
图1加活塞风前后火源热释放速率变化图
在不存在屏蔽门系统的情况下当站台中部火灾的热释放速率在100s时达到最大值时对面车站隧道传来活塞风，100s-180s随着活塞风风速的不断变大到4m/s时火源热释放速率不断降低，开始时车站隧道传来的活塞风风速大于火羽流的上升速度进入到火源根部，对火源根部起到了窒息作用从而抑制了火源的热释放速率；180s-300s随着活塞风风速的逐渐减小，活塞风带来的流动空气对火源起到了助燃的效果，火源的热释放速率也开始逐渐变大。
存在屏蔽门系统的情况下当站台中部火灾的热释放速率在100s时达到最大值时设定对面车站隧道传来活塞风，100s-180s随着活塞风风速的不断变大到2.5m/s时火源热释放速率降低速度远存在屏蔽门系统的情况，由于屏蔽门系统的存在减缓了站台的活塞风风速，对火源热释放速率影响变小。
2.2温度场分析
通过在车站隧道中间侧面每个3m布置一个测点，了解车站隧道Z=1.6m高度处车站隧道的环境温度沿隧道长度Y方向的变化情况，如图2为屏蔽门系统是否存在情况下加入地铁活塞风前后车站隧道Z=1.6m高度处温度分布。
图2车站隧道z=1.6m高度处温度变化图
在不存在屏蔽门系统的情况下站台火灾在受活塞风影响下车站隧道温度随活塞风风速逐渐增大到4m/s隧道内温度从160s的55℃跃升至200s峰值180℃，将对人体造成致命伤害，由于地铁车站活塞风风速的变大导致车站站台火灾产生的高温烟气加速向车站隧道扩散，造成车站隧道Z=1.6m高度处烟气温度较高的现象，车站隧道进入火灾危险区域，进而引起火灾事故的蔓延；随着活塞风风速的逐渐减小车站隧道Z=1.6m高度处的温度从200s的180℃减小至300s的70℃，此时车站隧道内温度也明显高于不受活塞风影响时的温度。
存在屏蔽门系统的情况下火灾在受活塞风影响下车站隧道中间侧面Z=1.6m高度处的温度随活塞风风速的逐渐增大2.5m/s，车站隧道内温度低于不受活塞风影响且地铁车站不存在屏蔽门系统的工况；由于屏蔽门系统的存在减弱了进入车站站台的活塞风风速，同时阻隔了高温烟气从车站站台向车站隧道扩散，使车站隧道内温度场降低。
2.3烟气层高度分析
车站隧道传来的活塞风必然对站台火灾向另一侧车站隧道烟气蔓延产生影响，图3为屏蔽门系统是否存在情况下加入地铁活塞风前后站台火灾向车站隧道烟气蔓延烟气层高度在Y=1m侧面的变化曲线图。
图3车站隧道Y=1m侧面烟气层高度变化图
通过图3可以看出不存在屏蔽门系统情况下车站站台火灾受活塞风影响后在120s-180s时烟气层高度减小，随着活塞风的逐渐增大到4m/s，活塞风抑制了火源的热释放速率，使得烟气的发生量有所减小，进而导致车站隧道烟气层高度减小；180s-400s车站隧道烟气层高度增大，我们发现随着活塞风的逐渐减小，空气的流动对火源产生助燃的效果，车上隧道内大量空气与高温烟气混合，导致车站隧道内温度降低和烟气层高度的增大。
当存在屏蔽门系统情况下，随着站台火源的持续燃烧，车站隧道内烟气层高度明显高于其他两种工况；伴随着屏蔽门对烟气的阻隔作用，进入车站隧道内的烟气量明显减少，导致车站隧道内烟气层高度明显提高。
3结论
本文通过对地铁车站站台火灾的模拟，分析屏蔽门系统是否存在时火源热释放速率以及车站隧道内温度场和烟气层高度的变化，得出屏蔽门系统对车站站台火灾向车站隧道蔓延起到了一定的控制作用，为人员的安全疏散和火灾的扑救工作提供了充足的时间，将屏蔽门系统应用于地铁工程符合我国地铁火灾防护工作的发展方向。
参考文献
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