專利名稱：一種地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對地鐵車站火災(zāi)煙氣蔓延與控制進(jìn)行實驗研究的設(shè)備，具體是一種地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺。
背景技術(shù)：
針對于特定空間內(nèi)的災(zāi)害事故采用全尺寸的實體模型進(jìn)行實驗研究，存在一定的困難，采用一定比例尺的模擬實驗?zāi)Ｐ蛠黹_展研究是一種必要、科學(xué)、經(jīng)濟而又切實可行的手段，現(xiàn)有的國內(nèi)外大多數(shù)的模擬實驗系統(tǒng)平臺都是基于尺度模擬技術(shù)，結(jié)合特定的需求而設(shè)計研制的。例如在建筑物內(nèi)火災(zāi)事故研究方面，Thomas等人采用I / 10縮小尺寸模型來研究大空間建筑內(nèi)的煙氣蔓延現(xiàn)象，Morgan采用I / 10縮小尺寸的商場和中庭式大空間模型研究中廳火災(zāi)煙氣控制規(guī)律，W. K. Chow在I / 7比例尺內(nèi)的中廳建筑模型內(nèi)對火災(zāi)煙氣流動特點進(jìn)行了模擬研究。在地下工程方面，中國礦業(yè)大學(xué)研制了2000 X 2030 X 2030mm三維加載的地下工程實驗系統(tǒng)模擬箱，可以對地鐵工程、隧道及地下洞室工程、基礎(chǔ)工程、特殊地下施工方法、邊坡工程、擋土結(jié)構(gòu)等地下工程進(jìn)行模擬實驗；北京交通大學(xué)建立了國內(nèi)唯一的雙層地下工程實驗隧道，進(jìn)行工程的現(xiàn)場動靜力測試和監(jiān)測的實驗研究；北京工業(yè)大學(xué)采用I :42的小比例尺地鐵模型開展地鐵洞內(nèi)氣流組織及傳熱效應(yīng)的研究。然而，現(xiàn)有的模擬實驗系統(tǒng)平臺的適用對象和適用功能都較為單一，僅能滿足某類工程的特定需求；或是模型比例尺過小，在實驗研究中會帶來較大的相似性誤差，無法滿足災(zāi)害事故模擬實驗深入研究的需要。目前國內(nèi)尚無地鐵車站實驗?zāi)Ｐ推脚_用于模擬地鐵火災(zāi)煙氣蔓延及控制等實驗研究，因此，如何針對于地鐵火災(zāi)事故，建立多功能大比例尺的實驗系統(tǒng)平臺，開展地鐵空間火災(zāi)蔓延、毒氣擴散等的實驗?zāi)M以及事故通風(fēng)的實驗研究，是城市軌道交通領(lǐng)域迫切需要解決的一個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種可以對地鐵車站火災(zāi)事故的發(fā)生發(fā)展機理、控制與防治技術(shù)進(jìn)行實驗研究的地鐵火災(zāi)模擬實驗平臺。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是采用一種I :5比例的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，包括地鐵車站實體模型以及設(shè)在該實體模型中的火源系統(tǒng)、通風(fēng)排煙系統(tǒng)、火災(zāi)探測報警系統(tǒng)、實驗測量采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其中地鐵車站實體模型為模擬地鐵結(jié) 構(gòu)的I :5大比例尺模型，用于模擬火災(zāi)發(fā)生的三維限定空間；火源系統(tǒng)用于模擬不同的火災(zāi)場景，產(chǎn)生接近于真實的火災(zāi)熱煙氣；通風(fēng)排煙系統(tǒng)用于模擬地鐵正常模式和災(zāi)害模式下的通風(fēng)排煙；火災(zāi)探測報警系統(tǒng)用于進(jìn)行地鐵模型內(nèi)部火災(zāi)的自動識別與報警；實驗測量采集系統(tǒng)用于地鐵災(zāi)害事故模擬實驗中的數(shù)據(jù)測量、采集和處理；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)用于進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的對比、分析、驗證以及事故后果的預(yù)測評估，所述地鐵車站實體模型依據(jù)實際地鐵建筑結(jié)構(gòu)，采用相似性理論分析建立的多層建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要能夠?qū)δＰ瓦M(jìn)行拆卸和組合；
所述火源系統(tǒng)包括燃?xì)馊紵?、熱煙發(fā)生箱和火源系統(tǒng)控制器，其火源功率和發(fā)煙量可以調(diào)節(jié)。其中，所述地鐵車站實體模型包含有車站隧道、站臺、站廳、設(shè)備房，所述站廳、站臺、車站隧道均采用模塊化設(shè)計，實體模型整體可進(jìn)行拆卸組合，可以模擬不同車站形式的地鐵結(jié)構(gòu)，包括具有四層結(jié)構(gòu)的深埋地鐵車站、具有二層結(jié)構(gòu)的淺埋地鐵車站、或站臺層在上、站廳層在下的高架地鐵車站、或車站隧道在站臺兩側(cè)的島式地鐵車站、或車站隧道兩側(cè)分布著站臺的側(cè)式地鐵車站、或站臺與站廳問具有開放共享空間的中廳式地鐵車站。

其中，所述地鐵車站實體模型主體采用防火材料構(gòu)建，并且在模型內(nèi)部不同的考察位置設(shè)有玻璃觀測窗。其中，所述火源系統(tǒng)的燃?xì)馊紵骱蜔釤煱l(fā)生箱采用比例控制，并且火源系統(tǒng)可以移動。其中，所述火源系統(tǒng)含有流量計，以控制燃燒器的氣體流量從而控制氣體火源的功率；所述燃燒器的燃燒爐頭的火源側(cè)翼放置有示蹤煙氣發(fā)生箱，所產(chǎn)生的熱煙無毒。其中，所述通風(fēng)排煙系統(tǒng)包括站臺公共區(qū)通風(fēng)排煙子系統(tǒng)、軌頂通風(fēng)排煙子系統(tǒng)、軌底通風(fēng)排煙子系統(tǒng)以及區(qū)間隧道通風(fēng)排煙子系統(tǒng)，各通風(fēng)排煙子系統(tǒng)相對獨立，可分別進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，其各個風(fēng)口的風(fēng)量由模型相似性分析確定。其中，所述通風(fēng)排煙子系統(tǒng)各由不同數(shù)目的風(fēng)機組構(gòu)成，采用風(fēng)流量罩對每個風(fēng)機的風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定，并通過變速調(diào)解器自動集中控制每個風(fēng)機的風(fēng)量，使每個風(fēng)口的流量與實驗規(guī)定值相符。其中，所述地鐵車站實體模型內(nèi)布置有屏蔽門、樓扶梯和列車模型，所述屏蔽門沿車站站臺邊緣設(shè)置以使站臺空間與區(qū)間隧道空間相互隔開，屏蔽門的長度與站臺長度相同。其中，所述實驗測量采集系統(tǒng)為多通道采集系統(tǒng)，包括多點布置的測量探頭和攝像頭，用于對地鐵災(zāi)害事故模擬實驗中的空間溫度場、壓力場、流速場、氣體濃度、可見度進(jìn)行多點多功能的信號測量、采集和實時處理，以及進(jìn)行動態(tài)發(fā)展過程的視頻采集與處理。本發(fā)明的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺具有以下突出的優(yōu)點
I、本實驗系統(tǒng)平臺可以模擬不同車站形式的地鐵結(jié)構(gòu)站廳、站臺、車站隧道均采用了模塊化設(shè)計，實體模型整體可進(jìn)行拆卸組合，四層結(jié)構(gòu)對應(yīng)著深埋地鐵車站，二層結(jié)構(gòu)對應(yīng)著淺埋地鐵車站，站臺層在上、站廳層在下的結(jié)構(gòu)對應(yīng)著高架地鐵車站，車站隧道在站臺兩側(cè)的結(jié)構(gòu)對應(yīng)著島式地鐵車站，車站隧道兩側(cè)分布著站臺的結(jié)構(gòu)對應(yīng)著側(cè)式地鐵車站，站臺與站廳問具有開放共享空間的結(jié)構(gòu)對應(yīng)著中廳式地鐵車站。2、大比例尺的多功能地鐵模型
基于適用于火災(zāi)動力學(xué)、煙氣流動的相似準(zhǔn)則系數(shù)的相似理論分析，確定了 I :5的大比例尺地鐵實體實驗?zāi)Ｐ停@是目前軌道交通領(lǐng)域開展火災(zāi)事故分析的最大的多功能地鐵模型。同時，在此模型內(nèi)部可以開展火蔓延與煙氣擴散實驗研究、通風(fēng)排煙研究、有毒有害氣體擴散研究等。3、模擬不同功率火災(zāi)熱煙氣的火源系統(tǒng)這是整個實驗臺的核心部分之一，采用的燃?xì)馊紵骺梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)氣體流量達(dá)到控制燃燒功率的效果，以產(chǎn)生不同的火災(zāi)功率增長曲線，功率的設(shè)置基于不同火災(zāi)場景的相似性理論分析而確定，小型熱煙發(fā)生箱放置于燃燒器爐頭的側(cè)翼，產(chǎn)生示綜煙氣顆粒，通過注入火羽流加以混和卷吸，產(chǎn)生可觀測的火災(zāi)熱煙氣，該系統(tǒng)產(chǎn)生的熱煙氣體毒性小、模擬真實，裝置移動方便，火源功率易調(diào)節(jié)、控制，最為重要的是，火源系統(tǒng)的實驗重復(fù)性好、成本低。4、通風(fēng)排煙系統(tǒng)的自動控制性
各通風(fēng)排煙系統(tǒng)相對獨立，可分別進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。各系統(tǒng)由不同數(shù)目的風(fēng)機組構(gòu)成，采用風(fēng)流量罩對每個風(fēng)機的風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定，以保證風(fēng)量的準(zhǔn)確，再通過變速調(diào)解器自動集中控制每個風(fēng)機風(fēng)量，使得每個風(fēng)口的流量與實驗規(guī)定值相符，系統(tǒng)的自動控制性與準(zhǔn)確性給地鐵內(nèi)部事故通風(fēng)的模擬提供了極大的便利，提高了系統(tǒng)的可操控性。_


圖I為本發(fā)明模擬實驗系統(tǒng)平臺的具有兩層結(jié)構(gòu)的地鐵模型的站臺平面 圖2為本發(fā)明模擬實驗系統(tǒng)平臺的具有兩層結(jié)構(gòu)的地鐵模型的站廳平面 圖3為圖2的A—A截面的首I]面圖； 圖4為本發(fā)明的火源系統(tǒng)原理 圖5為本發(fā)明的實驗測量系統(tǒng)的布置圖。圖中.I、隧道；2、站臺；3、軌頂通風(fēng)排煙系統(tǒng)；4、軌底通風(fēng)排煙系統(tǒng)瓜隧道通風(fēng)排煙系統(tǒng).6、屏蔽門；7、結(jié)構(gòu)支撐柱.8、9、扶梯；10、設(shè)備房；11、站廳；12、出入口；13、夾層；14、站臺公共區(qū)通風(fēng)排煙系統(tǒng)；15、火源系統(tǒng)控制器；16、燃燒器氣源連線；17、熱煙發(fā)生箱；18、燃燒器爐頭；19、20、21、隧道內(nèi)溫度測量探頭；22、23、24、25、26、站臺內(nèi)速度、溫度、壓力、氣體成分測量探頭；27、28、29、站廳內(nèi)速度、溫度、壓力、氣體成分測量探頭；30、31、隧道內(nèi)視頻采集攝像頭；32、33、站臺內(nèi)視頻采集攝像頭；34、站廳內(nèi)視頻采集攝像頭；35、36、模型外部視頻采集攝像頭。_
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的模擬實驗系統(tǒng)平臺主要包括地鐵車站實體模型、火源系統(tǒng)、通風(fēng)排煙系統(tǒng)、火災(zāi)探測報警系統(tǒng)、實驗測量采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。下面，結(jié)合附圖，對本發(fā)明模擬實驗系統(tǒng)的具體實施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的描述。(a)、地鐵車站實體模型
圖I至3僅給出最常用的二層島式地鐵結(jié)構(gòu)的示意圖，明示出了站廳層、站臺層、樓扶梯、設(shè)備房、排煙/風(fēng)口、出入口的基本結(jié)構(gòu)與分布，其它不同建筑結(jié)構(gòu)形式的地鐵車站即在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步實現(xiàn)。如圖I至3所示，地鐵車站實體模型是模擬火災(zāi)事故發(fā)生的三維限定空間，是一個長X寬X高為20mX4mX2. 2m的二層結(jié)構(gòu)(相似比例I :5)，主體結(jié)構(gòu)下部代表地下二層的站臺層(長X寬X高為16mX2mXlm)，上部代表地下一層的站廳層(長X寬X高為17mX3. 6mXlm)。站廳層通過4個出入口 12與外界相連通(一股設(shè)有直通地面的樓扶梯，由于對本實驗平臺的研究意義不大，因此出入口與外界連通的細(xì)節(jié)在平臺中省略)，出入口 12尺寸I. 5mX0. 8m;站廳層與站臺層之間通過兩組(共四個)扶梯相連通，這也即是站臺層與外界相連的唯一出入口，其單個扶梯開口連通部位的凈空尺寸為0. 6mX0. 4m。在島式站臺的兩側(cè)分別是兩段車站隧道1(長X寬X高為20mXlmXl. Im)，隧道I的地面位置低于站臺2的地面位置0. 2m ;本實驗系統(tǒng)平臺采用具有屏蔽門的閉式系統(tǒng)設(shè)計方案，車站沿站臺邊緣設(shè)有屏蔽門6，使站臺空間與區(qū)問隧道空間相互隔開，屏蔽門6的長度與站臺2的長度相同，屏蔽門6總高為0. 6m ;設(shè)備房10分別位于站臺區(qū)域的兩側(cè)，尺寸為
I.6mXl. 2mX0. 6m。站臺層與站廳層除了上述的特定出入口外，可視為密閉結(jié)構(gòu)；區(qū)間隧道的兩端留有開口，開口高度與寬度可由設(shè)置的遮擋裝置自動調(diào)節(jié)，以便使實驗中的邊界條件盡可能地與實際相符。用多層耐火板搭建列車模型，列車尺寸為14. 4mX0. 6mX0.6m，可以根據(jù)需要放置在隧道I內(nèi)，也可移出隧道1，用于模擬地鐵內(nèi)部有車、無車的情形。地鐵車站實體模型主體由耐火磚、耐火板、耐火玻璃以及鋼構(gòu)件等建筑材料組成， 其中模型地基采用耐火磚鋪墊；站臺區(qū)域的屏蔽門6采用耐火玻璃和鋼構(gòu)件構(gòu)成；站臺2與站廳11中間的夾層13(厚度為20c m)采用耐火板；區(qū)間隧道的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用耐火磚；設(shè)備房10采用耐火板分割而成；站臺、站廳的一些圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用多層加厚耐火板。(b)、通風(fēng)排煙系統(tǒng)
本發(fā)明的通風(fēng)排煙系統(tǒng)包括站臺公共區(qū)通風(fēng)排煙系統(tǒng)14、軌頂通風(fēng)排煙系統(tǒng)3、軌底通風(fēng)排煙系統(tǒng)4以及車站隧道通風(fēng)排煙系統(tǒng)5，正常情況下做通風(fēng)用，事故情況下做排煙用，各通風(fēng)排煙系統(tǒng)相對獨立，可分別進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。系統(tǒng)總共有50臺小風(fēng)機(最大風(fēng)量100m。/ h)、4臺大風(fēng)機(最大風(fēng)量1000m。/ h)構(gòu)成。在列車正常停車范圍的車站隧道內(nèi)，每側(cè)設(shè)置15個軌頂排煙/風(fēng)口，15個軌底(在站臺下)排煙/風(fēng)口，排煙風(fēng)口尺寸為0.3mX0. 4m，具體布置詳見圖I ;車站兩端設(shè)有隧道通風(fēng)系統(tǒng)5，每端配置有互相備用的隧道風(fēng)機2臺，風(fēng)口尺寸為0. 8mX0. 9m，具體布置詳見圖I ;車站站臺公共區(qū)域兩側(cè)各設(shè)有10個排煙/風(fēng)口，排煙/風(fēng)口尺寸為0. 3mX0. 2m，具體布置詳見圖3。為了保障每個風(fēng)口流量的均勻性與可控性，各系統(tǒng)分布式布置風(fēng)機，并通過變速調(diào)解器自動控制。采用風(fēng)流量罩對風(fēng)機風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定。實驗中，各系統(tǒng)風(fēng)機的總風(fēng)量依據(jù)地鐵原有設(shè)計以及模型相似性理論分析來確定。同時，可開展不同風(fēng)量下的實驗，從而指導(dǎo)防排煙優(yōu)化方案的設(shè)計。(C)、火源系統(tǒng)
如圖4所示，本發(fā)明的火源系統(tǒng)由燃?xì)馊紵饕约盁釤煱l(fā)生箱17構(gòu)成。燃?xì)馊紵魍ㄟ^火源系統(tǒng)控制器15實現(xiàn)燃?xì)饬髁康木_控制，從而控制火源功率，產(chǎn)生滿足實驗所要求的特定功率分布，可較為真實地模擬地鐵特定火災(zāi)場景的火源功率增長曲線，最大穩(wěn)定功率可達(dá)500KW，實驗中所采用的具體功率增長曲線可依據(jù)地鐵原有設(shè)計以及模型相似比例分析來確定。燃?xì)馊紵鞯狞c火方式為電子自動點火，燃?xì)庵饕捎锰烊粴?、液化石油氣等燃燒較潔凈的氣體。燃燒器的燃燒器爐頭18移動方便，可根據(jù)需要任意放置。由于天然氣、液化石油氣在燃燒時發(fā)煙量很小，為了跟蹤煙氣的運動情況，需加入示蹤煙氣顆粒，熱煙發(fā)生箱17即是基于此目的而與燃燒器爐頭18配合使用的，其參照澳大利亞熱煙測試標(biāo)準(zhǔn)Asl391設(shè)計，尺寸為0. 2mX0. 2mX0. 15m，熱煙發(fā)生箱底部放置煙餅，其燃點很低，發(fā)煙效果良好，實驗中用內(nèi)置小電爐將其點燃，煙餅陰燃發(fā)出大量的白煙，煙氣聚集擴散至側(cè)翼，通過側(cè)翼噴口對著燃燒爐頭的火羽流區(qū)噴放，羽流卷吸煙氣并帶著煙氣顆粒運動從而實現(xiàn)煙氣的示蹤效果，因而，在火源的加熱下，采用這種方式即形成了特定功率的熱煙氣，該煙氣接近于真實火災(zāi)熱煙氣。本發(fā)明提出的火源系統(tǒng)可真實模擬實際火災(zāi)燃燒物，其優(yōu)點在于該火源功率可電子調(diào)節(jié)控制，功率增長曲線可重復(fù)；產(chǎn)生的熱煙氣體毒性小、模擬真實；火源系統(tǒng)的實驗重復(fù)性好、成本低；系統(tǒng)裝置移動方便，可根據(jù)實驗需要，放置在地鐵模型內(nèi)部不同位置來模擬不同場景的火災(zāi)事故。(d)、火災(zāi)探測報警系統(tǒng)
本發(fā)明的火災(zāi)探測報警系統(tǒng)用于進(jìn)行地鐵模型內(nèi)部火災(zāi)的探測識別與報警，包括探測器和報警控制器兩部分，在站廳層設(shè)置4個感煙探測器，在站臺層設(shè)置4個感煙探測器，當(dāng)模擬的火災(zāi)煙氣濃度達(dá)到設(shè)定閡值時，產(chǎn)生的響應(yīng)電壓便驅(qū)動報警器，進(jìn)而與防排煙系統(tǒng) 聯(lián)動。在實驗中，可根據(jù)需要人為的適時關(guān)閉或啟動火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。(e)、實驗測量采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)
本發(fā)明的實驗測量采集系統(tǒng)用地鐵災(zāi)害事故模擬實驗中的多點、多方位、多參數(shù)、多功能的信號測量、采集和處理實驗數(shù)據(jù)，實驗主要測量隧道、站臺、站廳以及疏散樓梯問的煙氣溫度、流速、壓力、氣體成分等，另外通過目測、攝像、感煙報警來確定煙氣的蔓延情況，圖5為實驗測量系統(tǒng)的布置圖。如圖5所示，在站臺2內(nèi)設(shè)置速度、溫度、壓力、氣體成分測量探頭22、23、24、25、26 ;在站廳I內(nèi)設(shè)置速度、溫度、壓力、氣體成分測量探頭27、28、29。溫度傳感器采用K型鎧裝熱電偶，溫度探頭除站臺(包括樓扶梯開口處)2、站廳I之外，還設(shè)置在隧道內(nèi)，如溫度測量探頭17、18、19。速度測量采用熱球風(fēng)速儀以及雙向壓差皮托管，速度探頭除站臺(包括樓扶梯開口處)2、站廳I之外，還設(shè)在隧道內(nèi)?？臻g壓力的測量通過微壓傳感器進(jìn)行，對不同建筑空間內(nèi)的壓力進(jìn)行實時的測量。氣體濃度如火災(zāi)環(huán)境中的c0、c0，、0，等氣體成分，及毒氣泄漏濃度，通過煙氣分析儀和紅外氣體分析儀測量。實驗過程中的圖像通過分布式圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行實時連續(xù)捕捉動態(tài)圖像，由多點布置的CCD攝像系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場圖像捕捉，由分頻多方位切換高清晰數(shù)字顯示器進(jìn)行后端顯不。攝像頭包括險道內(nèi)視頻米集攝像頭30、31，站臺內(nèi)視頻米集攝像頭32、33，站廳內(nèi)視頻采集攝像頭32、33，模型外部視頻采集攝像頭35、36?？梢愿鶕?jù)實際需要靈活調(diào)整攝像頭的具體位置。由于實驗中需要測量的信號類型多，傳感器多點多方位布置，因此需要多通道采集系統(tǒng)進(jìn)行信號采集，采集系統(tǒng)采用National Instruments的多通道采集儀器NISCXI—1102。本發(fā)明的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)用于對得到的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得火災(zāi)事故的實驗數(shù)據(jù)，并采用FDS、FLUENT等軟件開展火災(zāi)流體動力學(xué)的三維數(shù)值模擬，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)的
分析，對火災(zāi)事故后果進(jìn)行合適的預(yù)測評估，提出有針對性的災(zāi)害放置措施，為地鐵建設(shè)的工程設(shè)計、地鐵運營的防災(zāi)減災(zāi)提供合理、準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。下面簡述本發(fā)明的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗系統(tǒng)平臺的使用過程(I)將火源系統(tǒng)的燃燒器爐頭18和熱煙發(fā)生箱17(內(nèi)有煙餅)放置于地鐵模型內(nèi)部需要進(jìn)行火災(zāi)模擬的位置，例如站臺2、站廳11、列車或隧道I內(nèi)；(2)根據(jù)火災(zāi)場景的設(shè)計以及相似性理論分析，設(shè)計實驗火源功率增長曲線，以在實驗中調(diào)整；(3)同樣，根據(jù)地鐵原有設(shè)計和相似性理論分析，對實驗中通風(fēng)排煙系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)；(4)根據(jù)模式，設(shè)置屏幕門6的打開方式(一側(cè)開、兩側(cè)開、全關(guān)閉)；(5)根據(jù)需要，布置或移走列車模型；(6)根據(jù)需要，啟動或關(guān)閉火災(zāi)自動報警系統(tǒng)；(7)開啟實驗測量采集系統(tǒng)，校驗，標(biāo)定；(8)實驗開始，啟動火源的電點火，排煙系統(tǒng)進(jìn)入災(zāi)害模式，數(shù)據(jù)采集；(9)實驗結(jié)束，結(jié)束采集，關(guān)閉燃燒器，開啟實驗環(huán)境排煙，處理、分析實驗數(shù)據(jù)。以上為本發(fā)明的最佳實施方式，依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 能夠顯而易見地想到一些雷同、替代方案，這些雷同、替代方案均應(yīng)落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，包括地鐵車站實體模型以及設(shè)在該實體模型中的火源系統(tǒng)、通風(fēng)排煙系統(tǒng)、火災(zāi)探測報警系統(tǒng)、實驗測量采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其中地鐵車站實體模型為模擬地鐵結(jié)構(gòu)的I :5大比例尺模型，用于模擬火災(zāi)發(fā)生的三維限定空間；火源系統(tǒng)用于模擬不同的火災(zāi)場景，產(chǎn)生接近于真實的火災(zāi)熱煙氣；通風(fēng)排煙系統(tǒng)用于模擬地鐵正常模式和災(zāi)害模式下的通風(fēng)排畑；火災(zāi)探測報警系統(tǒng)用于進(jìn)行地鐵模型內(nèi)部火災(zāi)的自動識別與報警；實驗測量采集系統(tǒng)用于地鉄火災(zāi)實驗中的數(shù)據(jù)測量、采集和處理；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)用于進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的對比、分析、驗證以及事故后果的預(yù)測評估， 其特征在于，所述地鐵車站實體模型依據(jù)實際地鐵建筑結(jié)構(gòu)，采用相似性理論分析建立的多層建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要能夠?qū)Φ罔F實驗實體模型進(jìn)行拆卸和組合； 所述火源系統(tǒng)包括燃?xì)馊紵?、熱煙發(fā)生箱和火源系統(tǒng)控制器，其火源功率和發(fā)煙量可以調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求I所述的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，其特征在于，所述地鐵車站實體模型包含有車站隧道、站臺、站廳、設(shè)備房，所述站廳、站臺、車站隧道均采用模塊化設(shè)計，實體模型整體可進(jìn)行拆卸組合，可以模擬不同車站形式的地鐵結(jié)構(gòu)，包括具有四層結(jié)構(gòu)的深埋地鐵車站、具有ニ層結(jié)構(gòu)的淺埋地鐵車站、或站臺層在上、站廳層在下的高架地鐵車站、或車站隧道在站臺兩側(cè)的島式地鐵車站、或車站隧道兩側(cè)分布著站臺的側(cè)式地鐵車站、或站臺與站廳問具有開放共享空間的中廳式地鐵車站。
3.如權(quán)利要求I或2所述的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，其特征在于，所述地鐵車站實體模型主體采用防火材料構(gòu)建，并且在模型內(nèi)部不同的考察位置設(shè)有玻璃觀測窗。
4.如權(quán)利要求I所述的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，其特征在于，所述火源系統(tǒng)的燃?xì)馊紵骱蜔釤煱l(fā)生箱采用比例控制，并且火源系統(tǒng)可以移動。
5.如權(quán)利要求1、2或4所述的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，其特征在于，所述火源系統(tǒng)含有流量計，以控制燃燒器的氣體流量從而控制氣體火源的功率；所述燃燒器的燃燒爐頭的火源側(cè)翼放置有示蹤煙氣發(fā)生箱，所產(chǎn)生的熱煙無毒。
6.如權(quán)利要求I、2或4所述的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，其特征在于，所述通風(fēng)排煙系統(tǒng)包括站臺公共區(qū)通風(fēng)排煙子系統(tǒng)、軌頂通風(fēng)排煙子系統(tǒng)、軌底通風(fēng)排煙子系統(tǒng)以及區(qū)間隧道通風(fēng)排煙子系統(tǒng)，各通風(fēng)排煙子系統(tǒng)相對獨立，可分別進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，其各個風(fēng)ロ的風(fēng)量由模型相似性分析確定。
7.如權(quán)利要求6所述的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，其特征在于，所述通風(fēng)排煙子系統(tǒng)各由不同數(shù)目的風(fēng)機組構(gòu)成，采用風(fēng)流量罩對每個風(fēng)機的風(fēng)量進(jìn)行標(biāo)定，并通過變速調(diào)解器自動集中控制每個風(fēng)機的風(fēng)量，使每個風(fēng)ロ的流量與實驗規(guī)定值相符。
8.如權(quán)利要求I所述的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，其特征在于，所述地鐵車站實體模型內(nèi)布置有屏蔽門、樓扶梯和列車模型，所述屏蔽門沿車站站臺邊緣設(shè)置以使站臺空間與區(qū)間隧道空間相互隔開，屏蔽門的長度與站臺長度相同。
9.如權(quán)利要求I所述的地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，其特征在于，所述實驗測量采集系統(tǒng)為多通道采集系統(tǒng)，包括多點布置的測量探頭和攝像頭，用于對地鐵車站火災(zāi)模擬實驗中的空問溫度場、壓カ場、流速場、氣體濃度、可見度進(jìn)行多點多功能的信號測量、采集和實時處理，以及進(jìn)行動態(tài)發(fā)展過程的視頻采集與處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地鐵車站火災(zāi)模擬實驗平臺，提供一種地鐵車站內(nèi)部火災(zāi)模擬實驗平臺，涉及對地鐵車站火災(zāi)事故的發(fā)生發(fā)展機理、控制與防治技術(shù)進(jìn)行實驗研究的地鐵火災(zāi)事故模擬的設(shè)備，包括大比例尺地鐵車站實體模型、火源系統(tǒng)、通風(fēng)排煙系統(tǒng)、火災(zāi)探測報警系統(tǒng)、實驗測量采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其中，大比例尺地鐵車站實體模型采用防火材料構(gòu)建而成，是包含區(qū)間隧道、站臺、站廳、設(shè)備房等的多層建筑結(jié)構(gòu)；實體模型整體可進(jìn)行拆卸組合；火源系統(tǒng)可模擬不同的火災(zāi)場景，并產(chǎn)生接近于真實的火災(zāi)熱煙氣。本實驗系統(tǒng)平臺解決了城市軌道交通地鐵火災(zāi)事故難以開展現(xiàn)場實驗研究的問題，可實現(xiàn)不同車站結(jié)構(gòu)如地下、深埋、高架、島式、側(cè)式、中廳等地鐵火害事故的三維實驗?zāi)M。
文檔編號G09B25/00GK102693672SQ201110073740
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:上海日浦信息技術(shù)有限公司