【作者】 刘彦君；

【导师】 戴国平；

【作者基本信息】 北京工业大学 ， 供热、供燃气、通风及空调工程， 2003， 硕士

【摘要】 世界城市人口迅速增长，导致车辆增多，给城市带来了交通拥挤、环境污染和能源危机等问题。据专家预测，到2010年，世界人口将达到60亿，百万人口以上的大城市将突破400个。城市中传统的地面交通，如公共汽车、无轨电车，因运量小、速度慢，将无法适应城市客运的需要。因此，发展城市地铁交通，缓和车辆拥挤的问题越来越引起世界各国的高度重视。地铁与城市中的其他交通工具相比有许多优点：一是运量大,二是无污染，三是速度快。此外，地铁列车还具有准时、舒适、方便和节能等特点。但随着城市地铁建设的飞速发展，地铁环境中的通风问题、火灾问题也日益引起人们的广泛关注。由于地铁环境不同于地上建筑，也有别于一般的地下建筑，因此，这个问题已成为当今城市地铁环境中的热点问题。国外对地铁环境中的通风及火灾问题关注的较早，着手进行研究的工作开展的也较为全面细致，但国内由于种种制约因素，在此相关问题上的研究一直相应的有所滞后。我国有1 2个城市申请修建地铁和轻轨道路，线路总长 430 km ,建成投资需 1 40 0亿元。据悉 ,我国已批准立项或原则同意南京、深圳、青岛、沈阳、重庆 5城市兴建地铁和轻轨道路。大连、长春、哈尔滨、鞍山、武汉、杭州、乌鲁木齐等城市也在筹建地铁和轻轨道路，随着我国现代化建设步伐的加快，城市地铁建设必将蓬勃发展[19]。因此，如果我们就目前已经建成的城市地铁环境加以研究比较，必将也会为今后陆续开工建设的其他城市的地铁有所裨益。本文以北京环线地铁典型站（前门站）以及区间隧道（前门站至崇文门）为研究重点，重点研究了目前所存在的通风气流不畅以及潜在的火灾通风排烟问题，对侧式地铁车站与中间设置通风竖井的区间隧道的在三种通风模式分别加以研究，并在此基础上，给出了三种模式下的相对最优化的结果。本文将地铁环境内的气流看成是理想流体的稳定流动（正常运行模式及堵塞运行模式）和非稳定流动（火灾模式），利用当今世界对此领域进行研究的流行软件CFD模拟研究了上述问题，有针对性的研究目前侧式地铁车站以及中间设置通风竖井的区间隧道的通风与火灾排烟问题，进而解决侧式地铁车站以及中间设置通风竖井的区间隧道的通风方式最优化问题、火灾工况下最优化通风方式问题，为今后地铁环境的<WP=4>控制研究提供了一定的帮助。研究方法主要采用计算机模拟研究，因为尽管地铁环境研究以实体尺寸火灾试验所取得的数据最为可信（虽然每次实验的费用根据规模的大小约在数十万元至100万元之间，且每次实验的周期长），因为已发生过的火灾根本无法复原进行模拟。而缩小比例的模拟实验只可做定性的研究，很难作定量研究，毕竟实验难于满足模拟实验所有的相似准则，实验所得数据的使用有其局限性，难于作为计算机模拟化研究边界条件的数值使用，因此本文采用一定程度的简化措施，力求近可能探求出较完备的解决方案，并且进一步模拟出由于条件限制所无法实现的工况下的通风控制结果。更多还原

【Abstract】 With expeditiously development of national economy, constructions of under- ground are becoming more important. Due to the increase of underground quantity all over the country, fatalness of fire in every underground are increasing gradually. Therefore, ventilation in a fire emergency in a underground becomes extremely important. Until now, our investigation and research in this field is far behind abroad, and is badly hindering the underground construction.Now, there are more and more underground in practice, so we should investigate underground which had been established to accumulate our experience in fire emergency. And it is essential that we should find out the effective and available scenario of fire ventilation to control the air velocity in underground exceeding the "critical velocity" and push all of the smoke out f the tunnel. The work here has a lot of application and stringency.For the first time, the various ventilation methods and effects to control the smoke in a fire emergency the underground are presented. With the hypothesis of one-dimensional steady ideal fluid, the experimental and numerical are presented. Computational Fluid Dynamics, that is CFD, techniques are used to study and understand fluid behavior in underground. By simulating complex specific operation cases, we can educe velocity or flux distribution and determine the favorable operational procedures of Beijing underground ventilation in several fire case. Comparison has been made between a simulation and experiment for some cases in order to prove the CFD model is powerful, so that enables the study of cases for which simulated data is available. The analysis of results is also valuable for researching and operating of other underground ventilation.更多还原