2.4 地铁站典型空间位置火灾数值模拟分析
2.4.1 热辐射分析
2.4.1.1 站厅中部火灾热辐射分析
(1)热辐射探测设备位置 站厅中部发生火灾,消防员内攻灭火时,水枪阵地需要选择在水枪射程15m范围内,因此在距离询问处火源15m范围内的下风方向,4、5、6号立柱和出入口A处分别设置了热辐射探测设备,如图2.4.1所示黄色圆点为热辐射探测设备。
图2.4.1 询问处热辐射探测设备示意图
(2)热辐射探测结果分析 将工况一中热辐射探测设备得到的数据整理得图2.4.2,其中热辐射-xf为距离询问处15m范围内的下风方向的热辐射。
图2.4.2 工况一热辐射数值折线图
通过随机选取上图每个时间节点,可以看出出入口A处热辐射最高,接着是距离最近的5号立柱后面,距离火源下风方向15m处,4号立柱后面,最低的是距离火源较远的6号立柱后面,从而得知立柱可以很大程度上降低热辐射,距离火源较远热辐射较低。出入口A处,4、5、6号立柱后面和距离火源15m下风方向处,在900s内均未达到战斗服的热辐射防护极限4.5kW/m2。
将工况二中热辐射探测设备得到的数据整理得图2.4.3。
图2.4.3 工况二热辐射数值折线图
由图2.4.3可知出入口A处热辐射最高,接着是5号立柱后面、4号立柱后面、下风方向15m处、6号立柱后面,这五处未达到战斗服热防护极限4.5kW/m2。
从上面分析可以得出:站厅中部询问处发生火灾,工况一和工况二在不同的通风状态下,900s内热辐射都未达到战斗服热防护极限4.5kW/m2,同时可以得知立柱可以很大程度上降低热辐射,距离着火点越远热辐射越低。因此在处置站厅中部询问处火灾时900s内消防员便可以着战斗服进行内攻灭火,水枪阵地可以选择在水枪射程内距离较远的立柱后面。
2.4.1.2 站台中部火灾热辐射分析
(1)热辐射探测设备位置 站台公共区中部发生火灾,内攻灭火时水枪阵地的选择同站厅火灾一样,在距离着火点15m范围内的8号和9号立柱,上风方向15m处设置热辐射探测设备,如图2.4.4所示黄色圆点。
图2.4.4 站台中部火灾热辐射探测设备示意图
(2)热辐射探测结果分析 将工况三中热辐射探测设备得到的数据整理得图2.4.5。
图2.4.5 工况三热辐射数值折线图
由图2.4.5可知,8号立柱后面在390s热辐射达到4.5kW/m2,达到战斗服的热防护极限;距离上风方向15m处和9号立柱后面在900s内均未达到战斗服的热防护极限。
将工况四中热辐射探测设备得到的数据整理得图2.4.6。
图2.4.6 工况四热辐射数值折线图
由图2.4.6可知,8号立柱后面热辐射在550s达到4.5kW/m2;9号立柱后面热辐射波动较大;距离火源上风方向15m处热辐射在900s内均未达到战斗服热防护极限。
通过上面的分析可知,8号立柱后面热辐射达到4.5kW/m2的时间工况四比工况三中迟了160s,即如果在8号立柱后面设置水枪阵地灭火,工况四能够为消防员争取160s的时间进行内攻灭火;距离着火点15m处的上风方向在工况三和工况四中都未达到战斗服的热防护极限4.5kW/m2;9号立柱后面热辐射在工况四中波动较大,水枪阵地不建议设置在此处。从而得出站厅中部行李发生火灾,在工况三情况下,消防员在390s内便可以将水枪阵地设置在8号立柱后面和距离火源上风方向15m处,390s外便只能设置在距离着火点15m处;在工况四条件下,消防员在550s内,可以将水枪阵地设置在8号立柱后面和距离火源上风方向15m处,550s外便只能设置在距离着火点15m处。
2.4.1.3 列车火灾热辐射分析
(1)热辐射探测设备位置 同以上两种火灾类型一样,在火源15m范围内的上风、下风方向,14、15号立柱处设置热辐射探测设备,如图2.4.7黄色圆点所示。
图2.4.7 列车火灾热辐射探测设备示意图
(2)热辐射探测结果分析 将工况五中热辐射探测设备得到的数据整理得图2.4.8。
图2.4.8 工况五热辐射数值折线图
由图2.4.8可知,在距离火源上风方向15m处热辐射在250s时达到4.5kW/m2,在407s达到11.5kW/m2,在418s达到12.7kW/m2,在597s达到15.7kW/m2,在900s内未达到21.5kW/m2;距离火源下风方向15m处热辐射在265达到4.5kW/m2,在388s达到11.5kW/m2,在399s达到12.7kW/m2,在495s达到15.7kW/m2,在812s达到21.5kW/m2;14、15号立柱后面热辐射虽然也在逐渐升高,但在900s内未达到战斗服热防护极限。
将工况六中热辐射探测设备得到的数据整理得图2.4.9。
图2.4.9 工况六热辐射数值折线图
由图2.4.9可知,距离火源上风方向15m处热辐射在360s达到4.5 kW/m2;距离火源下风方向15m处热辐射在148s达到4.5kW/m2,在206s达到11.5kW/m2,在213s达到12.7kW/m2,在220s达到15.7kW/m2;14、15号立柱受到热辐射影响不大。
通过上面的分析可以得出在工况五和工况六中,14、15号立柱受到热辐射影响不大,因此在900s内内攻,可以在14、15号立柱后面设置水枪阵地;工况五中,250s内消防员可以着战斗服在上风方向15m处设置水枪阵地,418s内可以在水枪掩护下着战斗服在上风方向15m处设置水枪阵地,407s内可以着隔热服在上风方向15m处设置水枪阵地;工况六中,360s内可以着战斗服在上风方向15m处设置水枪阵地,900s内可以在水枪掩护下着战斗服在上风方向15m处设置水枪阵地;在火源上风方向15m处,工况六比工况五达到4.5kW/m2的时间推迟了110s,因此工况六可以为消防员争取110s的内攻时间;工况六降低了上风方向的热辐射,但也使得下风方向15m处热辐射急剧增高,不建议在工况六的情况下在下风方向设置水枪阵地。