地铁车站站台火灾影响分析与人员疏散研究

地铁车站站台火灾影响分析与人员疏散研究

罗超

西安市地下铁道有限责任公司运营分公司陕西西安710000

摘要：本文基于地铁车站火灾危害性分析，结合Pyrosim仿真软件针对站台火灾发展及影响因素展开研究。主要考虑火灾过程中CO浓度、O2浓度、温度及可见度4种主要危害因素，以西直门地铁站2号线站台为例建立火灾仿真模型，分析了火源热释放速率、数量及位置和通风系统排烟速率对火灾发展过程主要危害因素的影响；并对烟气毒性和可见度建立了基于FED的疏散仿真模型，研究了不同通风排烟措施对人员疏散的影响。

关键词：地铁车站；站台；火灾影响；人员疏散

1地铁火灾疏散时间分析

根据《地铁设计规范》的设计要求，地铁车站公共区的疏散能力应满足，在远期或客流控制期高峰小时，能够将一列地铁拉载的乘客及站台乘客和工作人员在6min内撤离站台，到达安全区域。在火灾工程学中，对人员安全疏散的要求描述为可用安全疏散时间ASET［availablesafetyegress（escape）time］大于所需安全疏散时间ＲSET［requiredsafetyegress（escape）time］，而影响可用安全疏散时间的因素主要有：

（1）与人体直接接触的烟气温度大于60℃。

（2）燃烧的有害物浓度对人体构成危害（典型情形为CO浓度达到2500×10－6（ppm）。

（3）能见度降低到影响人员行走。

2站台火灾仿真模型构建

2.1计算流体动力学模型

火灾发展过程可采用计算流体动力学进行分析，通过计算机和数值方法求解流体力学控制方程，对流动、换热等相关物理现象进行模拟，其基本思想为：用一系列离散点上的变量值来代替时间域和空间域上的连续物理量场，通过一定的原则和方式建立反映这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。计算流体动力学在分析火灾烟气流动规律时须遵循质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等物理定律。本文应用基于计算流动动力学的Pyrosim火灾仿真软件进行站台火灾发展因素研究。

2.2火灾烟气扩散规律分析

火灾过程中烟气随着时间推移在空间范围内扩散变化，通过模拟站台不同位置在火灾过程中的CO和O2浓度、温度，以及可见度的变化规律，可掌握火灾烟气扩散规律，为控制火灾发展及制定人员疏散策略提供支持。

3站台火灾发展影响因素仿真分析

本文以北京地铁西直门站2号线站台（主要设施设备参数如表1所示）为例，分析火源热释放速率、火源位置与数量和通风系统的排烟速率对火灾发展的影响。

不同通风排烟措施对人员疏散的影响情况如图3所示。当站台中央发生火灾时，两端出口疏散时间差别不大；而当站台一侧发生火灾时，两端出口疏散时间有明显差异，远离火源一侧人员逃生数量更多，所需疏散时间更长。站台中央火灾发生时采用防火分区排烟的控制策略可大幅度减少疏散时间，增大平均运动速度，如图3（a）所示；站台一侧火灾发生时，靠近火源一侧的出口疏散人员数量较少，疏散过程较短，采取控制策略对其疏散时间影响不明显，如图3（b）所示；远离火源的出口疏散时间降序排列为普通排烟、增大通风排烟、推拉通风排烟和防火分区排烟策略，防火分区排烟措施可小幅度提高平均疏散速度。综上，采取防火分区排烟策略时FED值最小，人员受烟气（毒性和可见度）影响最小，疏散效率最高。

结束语

掌握地铁车站站台火灾对人员的危害性及其发展规律是确保安全运营和人员高效疏散的前提。本文在计算流体动力学的基础上，结合Pyrosim仿真软件构建地铁车站站台火灾仿真模型。分析了站台内火灾烟气的扩散规律，并在此基础上根据热释放速率、火源数量及位置，探索这些因素变化对火灾发展的影响。

参考文献：

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