摘 要

中庭式地铁车站由于其开阔、明亮的特点已经成为一种新型地铁车站被广泛接受，然而，中庭式地铁车站由于特殊的构造使其在防排烟系统设计上跟普通车站有所差异，因此需要进行消防性能化设计来找出最佳的防排烟方案。

本论文针对中庭式地铁车站，通过设置不同的火灾场景，再对每种火灾场景设计不同的排烟工况，然后利用火灾模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulation)对其进行火灾模拟。根据模拟结果对比各工况之间的温度、可见度和CO浓度等数据，发现当火源处于地铁站台非中庭的某处时，采用站台层排烟、站厅层送风模式的效果较好；而当处于车站中庭区域时，采用站台送风、站厅送风的模式效果较好。

关键字：中庭式地铁车站 消防性能化设计 火灾数值模拟软件

Abstract

The underground atrium station as a new underground station has been extensive accepted because of it’s brighter and bigger environment. However, due to the special design cause its exhaust system has some difference with the common stations. In order to find the most efficient exhaust project, the performance-based fire protection design should be used.

This article design some different fire scenes based on the underground atrium station, every fire scene has different smoke exhaust conditions. Then, use the FDS (Fire Dynamics Simulation) software simulate all conditions. Finally, compare the data of temperature, the potency of CO and visibility in every condition according to the simulation results, find that when the source of fire located on the platform apart of atrium zones, smoke exhaust mode is adopted in platform layer , air supply mode is adopted in station hall layer would has a batter effect. When the source of fire located on the atrium zones of platform, air supply mode is adopted in platform layer and smoke exhaust mode is adopted in station hall layer is batter than others.

Key words: The underground atrium; The design of smoke exhaust system; FDS

目录

摘要 i

Abstract ii

第一章 绪论 4

1.1研究背景 4

1.2研究意义 4

1.3国内外研究现状 5

1.4章节安排 7

第二章 设计概况 8

2.1设计依据 8

2.2设计原则 8

2.3应用软件介绍 9

2.3.1 FDS软件 9

2.3.2 Pyrosim软件 9

第三章 仿真模拟 10

3.1火灾模型建立 10

3.1.1模型创建及网格划分 10

3.1.2防烟分区划分 11

3.2火灾场景布置 12

3.2.1火源设置 12

3.2.2排烟工况设置 13

3.3模拟结果分析 14

3.3.1安全判定依据 14

3.3.2数据分析 15

3.3.3结果讨论 26

参考文献 29

第一章 绪论

1.1研究背景

我国是一个人口大国，越来越多的人都开始涌向城市寻求更大的工作机会，这也就给城市中的交通出行带来了极大的考验，普通的公交、出租已经满足不了如此庞大的人流量，于是地铁系统便应运而生。自从一八六三年英国伦敦的第一条地铁线路开通运行以来，因其方便、快捷且载客量大的特点，地铁已经成为全球现代化城市中不可或缺的交通工具了。就南京地铁而言，每日的载客量能达到三百多万人次，地铁站遍布南京各个区域，为这座城市的运行提供了高效的动力。从目前来看，还没有任何一种交通工具能够达到地铁这样如此的高效率。

然而，虽然地铁有着诸多优点，但是还存在着很多安全隐患亟待解决。众所周知，地铁站大多数建设在地下，仅有少数出口与地面相连，而且地铁站中基本上都是人满为患，还设有闸机、安检通道等隔离设施，一旦地铁站中发生任何火灾事故，可能因为疏散不及时而导致严重后果。例如1987年11月18日晚7时30分,伦敦最繁忙的“国王十字”地铁车站发生了一起罕见的火灾，有30多人丧生,数百人受伤；2003年2月18日，韩国大邱市地铁发生人为纵火事件，导致198人死亡，147人受伤，堪称最为惨烈的地铁火灾[1] 。在地铁成为城市中人们交通出行的首选方式的背景下，如何在火灾事故发生时有效的避免伤亡成了地铁车站设计者最需要考虑的问题之一。

随着城市化的加快推进，各个城市的地铁车站建设也都被提上了日程，然而，由于各种原因，地铁车站的构造和功能也是不尽相同，传统的《地铁设计规范》已经满足不了这些复杂的功能结构设计，这就需要对某些车站进行消防性能化设计，从而在规范没有规定的前提下满足其安全性要求。

1.2研究意义

相比较地面火灾，地铁火灾具有以下五个特点：（1）能见度低，（2）排烟困难，（3）烟气流动速度快，（4）疏散时间短、疏散距离长，（5）易造成人员伤亡[6]，根据国外的地铁火灾资料显示，绝大部分伤亡都是由于发生火灾时烟气中毒和被窒息导致。因此针对不同地铁车站的特殊构造，设计出最有效的防排烟设施来最大程度地将发生火灾时产生的烟气排出，对保证人们生命财产的安全有着十分重大的意义。

中庭式地铁车站是近年来随经济发展和人们对建筑空间多样化需求而出现的新型地铁车站。与传统地铁车站的区别在于中庭式地铁车站在站厅与站台的楼板上开设较大面积的洞口，形成了站厅与站台上下连通的共享空间，创造了相对开阔、明亮的候车环境。由于中庭式地铁车站在站台与站厅之间开洞面积的扩大，使站台或轨道区发生火灾时烟气更容易蔓延至站厅，影响站厅人员疏散的安全，同时也不满足现行国家标准的相关要求，因此需要对其防排烟系统进行消防性能化设计。

消防性能化设计的理念便应运而生，这是社会应需求而产生，应需求而发展的产物，是常规消防设计的延伸和拓展，也是今后建筑设计趋向于更自由、更灵活、更安全、更高效、更环保的发展方向，消防性能化设计不是一种规避问题， 绕过审查的手段， 其更应当承载起加快推进消防设计和消防设备创新和发展的责任，让建筑工程更加安全、高效[12]。

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