交通隧道火灾时车辆临界安全距离的研究.pdf

收稿日期“ “ 3 45678 9 ; 3 45678 A B - C 式中D 2为烟气层宽度即隧道横断面宽度 - 为烟气层长度- 4为烟气层底面高度- 6E为 车辆高度- 如图所示“ 图隧道横断面示意图 F G H “ I J ,; * ’ ’ K ’ , ; G * * L M , N 根据公路隧道设计规范规定-隧道的净空高度 为O “ C PC “ Q“而车辆高度一般在0 “ C P “ C“ 在隧道内发生火灾时-在火区附近-由于空间受限- 烟气很快积聚-烟气层底面与车辆顶面很快靠近- 即式 C 中 4 K 67项与烟气层的长.宽相比很小- 可忽略不计“则式 C 中可以简化为 2 39 ; / 0 1 T 1 / Q “ C “ U 烟气层温度 V’ 烟气层温度是影响烟气对车辆表面辐射强度 的主要因素-它主要与火灾规模.通风速度 W 和离 火区中心的距离有关“对于火区上游-我们可考虑 两种特例D一是通风速度为零-此时烟气层温度达 到最高-烟气对车辆表面辐射强度最大二是通风 速度达到临界风速 W X- 即迫使火灾所产生的全部 烟气流入火区下游所需的最低通风速度 -此时烟 气对车辆表面辐射为零-即车辆表面只受火焰辐 射“对于火区下游附近-烟气层温度随着通风速度 的提高变化不大-且热释放速率愈大变化愈不明 显-而远离火区的烟气层温度则有一个由小到大的 变化过程“利用F Y Z软件进行模拟计算-得到对各 方案的临界风速为0 “ [ P “ Q\ ’和火区上.下游 附近C Q内烟气层最高温度如表0所示“ 表]相关参数计算值 _ ‘ a b] c bd e fg h i b jk _ a h b l e mn o i b p p b a _ i b jg _ p _ fb i b p l 项目 热释放速 率\ qr 烟气层最高温度\ s 火区上游 W /Q\ ’ 火区下游 W /W X 形状因子 方案t u “ QO v wC wQ “ C 方案x U U “ Cw U [w C 0Q “ C 方案y 0 Q “ [C C UC u [Q “ C 方案Y U U “ Cw O w C OQ “ C 方案z C w “ v[ U u[ U uQ “ C O 车辆着火的临界热流量 ; 车辆着火的临界热流量与汽车表面材料性能. 装载货物的易燃性有关“考虑到装载货物的复杂 性-这里只考虑汽车表面材料性能“现代的大多数 汽车都在表面涂上聚氨酯之类的热塑性材料-那么 汽车着火的临界热流量为0 u r\ “ { “ { 火灾发生时车辆安全临界距离确定 当隧道火灾发生时-邻近火区的车辆一般位于 火区的上游或下游“由于自然风.机械通风和火风 压的存在-火区上.下游的车辆受辐射的强度是不 一样的-其危险性也不一样“在通风速度一定时-位 于火区上游的车辆安全临界距离要较下游的车辆 安全临界距离小“下面分上.下游分别计算车辆安 全临界距离“ 0 当车辆位于火区的上游且通风速度大于临 界通风速度时 这是发生隧道火灾时烟气控制要追求的理想 状态-此时邻近火区上游的车辆只受到火焰的热辐 射作用“车辆安全临界距离可由 L N 9 ,/;求得“ 当车辆位于火区的上游且通风速度为Q时 此时烟气层温度达到最高-邻近火区上游的车 辆处于最危险的状态-车辆既受到火焰的热辐射作 用又受到烟气层高温热辐射作用“车辆安全临界距 离可由公式 0 求得“ U 当隧道内实行单洞双向行驶-车辆位于火 区下游且逆风而行时 这是单洞双向行驶的隧道发生火灾时-车辆最 危险的状态之一“由于火区下游附近烟气层温度随 通风速度变化不大-因此烟气层温度始终临近最大 值“此时车辆既受到火焰的热辐射作用和又受到高 温烟气层热辐射作用-且车辆不易调头“由表0可 知烟气层最高温度与情况 相近-则车辆安全临 界距离也应相近-故不再单独计算“ 不同条件下的车辆安全临界距离计算结果见 表 “ uO 中国矿业大学学报第U U卷 万方数据 表各方案车辆安全临界距离 “ 方案 方案A 方案B C 9 高温烟气产生的热辐射是引发相邻车辆火灾 的主要原因之一D且又是我们能进行有效控制的对 象E分析表可以发现D当通风速度达到临界通风 速度时D与火区上游相邻的车辆停车距离只要大于 C4就能保证安全E 而在通风速度为零时D危险性 将大大增加D车辆安全临界距离将增加几倍E因此D 火灾时期的有效通风控制对避免火灾的进一步扩 大有着十分重要的作用E F 结论 G火灾时相邻车辆的安全临界距离随着着火 车辆的热释放速率的增大而加大H G成组车辆火灾时D同一车型成组车辆火灾 的热释放速率要大于不同车型成组车辆火灾的热 释放速率D危险更大D应尽量避免同一车型车辆成 组通过隧道H G当通风速度达到临界通风速度时D与火区 上游相邻的车辆停车距离只要满足正常情况下的 安全停车距离I J K 94G D就能保证不被引燃H C G火区下游车辆始终处于最危险的境地D一 旦发生火灾D邻近火区的车辆应及时后撤D驾乘人 员应尽快弃车撤离至安全区以防烟气中毒E 由于隧道内环境的特殊性D一旦有车辆发生火 灾D其相邻车辆被引燃的可能性很大E由于车辆组 成的复杂性D本文只能对一般条件下车辆临界安全 距离作了初步的研究E对于那些装载易燃物品的车 辆D危险性就更大D需作进一步的探讨E 参考文献L M N 凤懋润E中国公路和隧道建设M ;N E中华人民共和国 交通部公路司D世界道路协会O国际隧道研讨会暨公 路建设技术交流大会论文集M N O北京L人民交通出 版社D 9 9 E P Q E M N 程远平D R S T UV E小汽车火灾试验研究M R N E中国矿业 大学学报D 9 9 D I W G L J J X P J W 9 E T Y U Z [ \ D R S T U V E B ] Y _ ‘ 4Y U a b c_ Y Y b _ d T S e 4S a S _ d b _e ‘ _ YM R N E R S f _ U b cS e T ‘ U bgU ‘ h Y _ ‘ a i S e j‘ U ‘ U Zb U kl Y d T U S c S Z i D 9 9 D I W G L J J X P J W 9 E M N mb b d n;Eo ‘ _ Y _ S a Y d a ‘ S U‘ Ua _ b e e ‘ da f U U Y c Lp Y U Y _ b c b Y d a b U k _ Y f c a S ea T YB gV B q; _ S r Y d a M R N E l f U U Y c c ‘ U Z b U k gU k Y _ Z _ S f U k s b d Y l Y d T U S c S Z i D t t Q D I C G L X X P Q E M C N 姚仲鹏D王瑞君D张习军E传热学M jN E北京L北京理工 大学出版社D t t J E M J N 王明年D杨其新E公路隧道火灾温度场分布的模型试 验研究M ;N E中华人民共和国交通部公路司D世界道 路协会O国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会 论文集M N E北京L人民交通出版社D 9 9 E X J J P X W E I责任编辑 王玉浚G XC 第C期顾正洪等L交通隧道火灾时车辆临界安全距离的研究 万方数据