一種地鐵換乘車站火災排煙模擬實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于火災安全技術領域，具體涉及一種用于對地鐵換乘站火災煙氣優化控制、火災探測進行測試的模擬實驗裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，地鐵由于具有運量大、準時、方便、少污染等優點，常被稱為“綠色交通”，越來越受人青睞，發展迅速。地鐵已作為現代城市生命線，是現代化城市立體交通網絡的重要組成部分。目前，全國有33個城市正在規劃地鐵建設，預計2020年全國規劃地鐵總里程將達6100公里，2010年一2015年地鐵建設投資規劃額將達11568億元，將是2010年的5.93倍。許多車站建筑雄偉壯麗，已成為城市中的重要旅游景點。
[0003]然而地鐵是一種在地下空間內快速載運高度密集人群的復雜系統，容易發生突發性火災事故，造成群死群傷的惡劣后果，如1995年，阿塞拜疆巴庫地鐵火災，造成558人死亡，269人受傷，經濟損失慘重，造成重大社會影響；又如1999年，韓國首爾地鐵火災，造成55人死亡；類似的還有2003年，韓國大邱地鐵火災，共造成198人死亡，146人受傷。正是由于地鐵站相對于地面交通較封閉，結構復雜，人員密集，尤其是空間結構更加復雜，人員荷載更大的地鐵換乘站，一旦發生突發性火災事故，火災若得不到有效控制或撲滅，火災煙氣會迅速沉降，人員的逃生方向和煙氣的擴散方向都是從下向上，火災煙氣導致疏散通道能見度降低，影響人員逃生，特別在運營高峰期容易造成災難性后果。因此，研究地鐵換乘站發生火災情況下的監控探測、煙氣流動特性及優化控制系統有效性對于地鐵換乘站內人員逃生及列車安全具有重要意義。
[0004]國內外對于地鐵站內火災監控探測，火災煙氣流動特性和優化控制已進行過一定實驗研究。尤其在幾起重特大火災造成群死群傷的事故后，地鐵火災引起了廣泛的關注。同時這些事故也暴露了地鐵消防存在嚴重缺陷，從而推動了地鐵火災發展和煙氣控制方面的研究。目前對地鐵火災的實驗研究包括實驗室內的縮尺寸模擬研究和實際隧道內的現場模擬實驗研究。如Drysdale等針對倫敦金十字地鐵火災建立了小尺寸實驗臺開展研究，研究表明自動扶梯燃燒產生的溝槽效應是事故發生的主要原因。2003年大邱地鐵火災發生后，Rie等人設計了縮尺度(1:40)的實驗裝置，對地鐵站煙氣控制開展研究。國內方面，那艷玲和鐘茂華等分別開展了鹽水試驗和縮尺度模擬實驗，對地鐵火災時的煙氣流動開展了研究。鐘委、紀杰等人建造了 1:8的地鐵站臺小尺寸實驗臺(公開號:201210189135.8)，用于模擬設置全封閉式屏蔽門的地鐵車站站臺。對站廳火災時，樓梯口設置形式和火源位置的變化對煙氣流動的影響開展了研究。胡隆華、孟娜和唐飛等人設計提供了一種地鐵車站關鍵結合部位火災煙氣控制模擬實驗平臺(公開號:201410199044.1)，為研究地鐵列車火災停靠車站以及地鐵車站站臺火災等多種場景下，地鐵車站關鍵結合部位火災煙氣控制方案以及溫度場、有毒氣體濃度場等特征參數的演變規律提供了解決方案。鐘茂華和史聰靈等人利用全尺寸熱煙測試的方法，在某地鐵車站試運營前在站臺開展了現場火災煙氣實驗，檢測了地鐵車站探測報警系統、通風排煙系統、事故照明及疏散通道等系統的安全性能，分析了屏蔽門制式下該車站通風排煙系統的煙氣控制效果、樓扶梯開口煙控流速等是否滿足安全要求。
[0005]通過對已有技術的調研分析可以看出，現有的地鐵火災模擬實驗平臺在結構和功能上都具有一定的局限性，往往單獨針對站臺火災、站廳火災或者隧道火災，而對地鐵換乘站內的整體煙氣優化控制、火災探測開展的研究較少，現有研究主要是利用數值模擬軟件獲得相關數據，研究結果和真實場景的契合度還有待商榷和檢驗。故而，地鐵換乘站內的煙氣優化控制、火災探測應該如何優化控制及參數設置，這方面缺乏基礎實驗研究平臺支撐，而這些方面的研究對于開展地鐵換乘站火災時的煙氣優化控制、火災探測具有非常重要的科學意義。
[0006]火災科學的實驗研究，從實驗尺寸上可分為小尺寸實驗研究和全尺寸實驗研究。全尺寸實驗需要投入大量人力、物力和財力，研究周期也相對長，同時由于實際火災的邊界條件復雜性，全尺寸火災試驗的可再現性較差；因此，大量學者主要是通過小尺寸的模型，并引入相似理論的思想來進行研究，小尺寸試驗具有易操控性、良好的可再現性以及測量結果的可信度高等優點。
【發明內容】
[0007]為了研究地鐵換乘站火災時的煙氣優化控制方案和火災探測性能，本發明提供一套可以研究地鐵換乘站火災時的煙氣優化控制方案和火災探測特征的專用的地鐵換乘車站火災排煙模擬實驗裝置。
[0008]一種地鐵換乘車站火災排煙的模擬實驗裝置包括地鐵換乘車站主體模型和通風排煙系統；
所述地鐵換乘車站主體模型包括由上至下的站廳層7、地下一層站臺層5和地下二層站臺層6 ;地下一層站臺層5的兩側分別設有地下一層地鐵隧道21，在地下二層站臺層6的兩側分別設有地下二層地鐵隧道25 ;
所述站廳層7的頂部設有覆蓋頂部的站廳層排煙機構3，站廳層7內均布設有一氧化碳濃度測量探頭18 ;站廳層7位于地下一層站臺層5的頂部一側；
所述地下一層站臺層5的頂部另一側設有覆蓋頂部另一側的地下一層排煙機構1，地下一層站臺層5內均布設有一氧化碳濃度測量探頭18、煙氣流速測量探頭19和熱電偶20 ;
地下一層站臺層5和地下二層站臺層6呈二層樓狀，地下二層站臺層6的頂部設有覆蓋頂部的地下二層排煙機構2，地下二層站臺層6內均布設有一氧化碳濃度測量探頭18、煙氣流速測量探頭19和熱電偶20 ；
均布的一氧化碳濃度測量探頭18、煙氣流速測量探頭19和熱電偶20構成煙羽流特性參數測量機構；
站廳層7和地下一層站臺層5之間設有三個以上的扶梯；地下一層站臺層5和地下二層站臺層6之間設有三個以上的扶梯；
還包括模擬火源24裝置。
[0009]進一步的結構細節如下:
所述站廳層排煙機構3和地下一層排煙機構I的結構相同，均由三個以上的排煙單元并列組成； 排煙單元包括二根以上的直煙管、二根以上的m形煙管8或二根以上的η形煙管； 所述m形煙管8的頂部有一個接口，底部有三個接口 ；
所述η形煙管的頂部有一個接口，底部有二個接口 ；
三個m形煙管8呈一字形排量列，頂部通過一個大尺寸的m形煙管連接著一個直煙管的一端口構成一個排煙單元；或二個η形煙管呈一字形排量列，頂部通過一個η形煙管連接著一個直煙管的一端口構成一個排煙單元。
[0010]所述地下二層排煙機構2包括三根以上的L形煙管和二根以上的豐字形煙管； 所述豐字形煙管包括主管10，主管10的一側管壁上均布開設有五個進煙口 12，與進煙口 12對應的主管(10)的兩側管壁上均布設有三對以上的短支管；
二根以上的豐字形煙管的一側三個以上的短支管分別對應連接形成平面布置狀態，且位于地下二層站臺層6的頂部；豐字形煙管的另一側三個以上的短支管分別連接著三根以上的L形煙管的一端，三根以上的L形煙管的另一端外伸。
[0011]與每個扶梯的對應處分別設有風幕機11和自動擋煙垂壁17。
[0012]地下一層站臺層5的每個扶梯9的兩側和地下二層站臺層6的每個扶梯9的兩側分別設有二個以上的模擬屏蔽門13。
[0013]所述地下一層地鐵隧道21和地下二層地鐵隧道25內分別設有縱向通風裝置，縱向通風裝置包括二個以上的變頻風機14和二個以上的整流風管4，提供縱向通風。
[0014]所述地下一層站臺層5內的頂部和地下二層站臺層6內的頂部分別均布設有熱電偶20，用于測量頂部的溫度蔓延特性；地下一層站臺層5內的中心面和地下二層站臺層6內的中心面分別均布設