申请/专利权人：清华大学

申请日：2017-02-28

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN106781986B

主分类号：G09B25/00

分类号：G09B25/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2017.06.23#实质审查的生效;2017.05.31#公开

摘要：本发明提供一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置及方法。所述装置包括多线换乘地铁车站模型、防排烟系统及火灾测试系统；所述多线换乘地铁车站模型包括车站A、车站B、车站C和车站D，用于通过调整车站间的楼梯以及换乘通道的开或闭实现多线换乘；所述防排烟系统包括设置在所述多线换乘地铁车站模型的各个空间的排烟管道以及与所述排烟管道相连接的排烟风机；所述火灾测试系统，用于探测火灾情况下的烟气参数并进行监测处理。本发明研究烟气通过多个换乘通道和楼梯向多个站点的扩散规律，以及多个防烟分区的排烟通风网络风量分配和烟气控制方案，可以有效地控制火灾灾情的扩散，降低人员的伤亡，降低财物损失。

主权项：1.一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置，其特征在于，包括：多线换乘地铁车站模型、防排烟系统及火灾测试系统；所述多线换乘地铁车站模型，包括车站A、车站B、车站C和车站D，用于通过调整所述车站A、车站B、车站C和车站D的楼梯以及换乘通道的开或闭实现两线换乘、三线换乘和四线换乘的功能；所述车站A、车站B、车站C和车站D均能通过调节自身的长度满足不同编组数量的车辆型式；所述多线换乘地铁车站模型还包括16个楼梯，通过关闭两个公共站厅之间的换乘通道，实现平行换乘和“十字”换乘的两线换乘功能；或者通过关闭所述车站A和车站B共用站厅的通往车站A的楼梯或通往车站B的楼梯，实现同时具备“十字”和“T型”换乘的三线换乘功能；或者通过关闭所述车站C和车站D共用站厅的两个出口楼梯以及所述车站C的楼梯，实现同时具备平行换乘和“T型”换乘的三线换乘功能；或者通过将所有换乘通道和楼梯打开，实现同时具备“十字”换乘、平行换乘和“T型”换乘的四线换乘功能；所述防排烟系统包括分别设置在所述车站A、车站B、车站C和车站D的站台和站厅顶部的多个第一排烟风机，所述第一排烟风机连接第一排烟管道，所述第一排烟管道的底部设置有若干排烟口；以及分别设置在地铁隧道底部和顶部多个第二排烟管道，所述第二排烟管道的两端分别连接有第二排烟风机，所述第二排烟管道上设置有若干排烟口；所述火灾测试系统，用于探测火灾情况下所述多线换乘地铁车站模型内的烟气温度、浓度和速度信息，并对所述烟气温度、浓度和速度信息进行集中显示、监测和处理；所述火灾测试系统包括火源控制系统、数据监测装置、烟气温度探测系统、烟气浓度探测系统和风速探测系统；所述火源控制系统用于产生火源，并对所述火源进行功率控制，所述火源控制系统包括气体火发生系统和油池火发生系统，所述气体火发生系统包括可燃气体、气体储罐、软管、流量计、回火阀和燃烧器，用于产生气体火源，并对所述气体火源的功率进行控制，所述油池火发生系统包括油料、天平、防火板、不锈钢油盆和点火装置，用于产生油池火源，并对所述油池火源的功率进行控制；所述对气体火源进行功率控制包括：调整流量计以控制火源功率，满足： 其中，Q为火源功率，χ为所述可燃气体的燃烧效率，为所述可燃气体的质量流量gs，利用所述可燃气体的体积流量换算而来，ΔH为所述可燃气体的热值kJg；所述对油池火源进行功率控制包括：调整燃料油的种类和所述不锈钢油盆的面积以控制火源功率，满足：Q＝χ·m·ΔH其中，Q为火源功率，χ为所述燃料油的燃烧效率，m为通过所述天平实时测量的燃料质量损失速率gs，ΔH为所述燃料油的热值kJg；所述数据监测装置用于接收所述烟气温度探测系统、烟气浓度探测系统和风速探测系统的信息，并对所述信息进行显示和分析处理，所述数据监测装置与设置在地铁车站防排烟区的烟气温度探测系统、烟气浓度探测系统和风速探测系统进行通信连接；所述烟气温度探测系统用于探测火灾情况下烟气温度，并将所述烟气温度发送至所述数据监测装置；所述烟气温度探测系统包括设置在所述多线换乘地铁车站模型顶部的若干测温探头，所述测温探头用于感知烟气温度，所述测温探头连接测温模块，所述测温模块用于将所述测温探头感知的烟气温度转化为温度数据信息并发送给所述数据监测装置，所述测温模块与所述数据监测装置进行通信连接；所述烟气浓度探测系统用于探测火灾情况下烟气浓度，并将所述烟气浓度发送至所述数据监测装置；所述烟气浓度探测系统包括在沿疏散路径人眼高度处设置的若干浓度采集探头，所述浓度采集探头用于采集烟气浓度，述浓度采集探头连接浓度分析模块，所述浓度分析模块用于对所述浓度采集探头采集的烟气浓度进行分析获得浓度数据信息，并将所述浓度数据信息发送给所述数据监测装置，所述浓度分析模块与所述数据监测装置进行通信连接；所述风速探测系统用于探测火灾情况下各出入口处新鲜空气向火灾区域的气流速度，并将所述气流速度发送至所述数据监测装置；所述风速探测系统包括：设置在楼梯中部及各车站出入口处的若干风速测量探头，所述风速测量探头用于测量楼梯处的风速并测量各出入口处新鲜空气向火灾区域的气流速度，所述风速测量探头连接风速仪，所述风速仪与所述数据监测装置进行通信连接，所述风速仪用于将所述风速测量探头处的气流速度转化为风速数据信息并将所述风速数据信息发送给所述数据监测装置。

全文数据：一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置及方法技术领域[0001]本发明涉及火灾试验技术领域，更具体地，涉及一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置及方法。背景技术[0002]目前，在北京、广州等城市的地铁线网中已经有三线换乘车站和四线换乘车站在建或投入运营，而关于地铁车站火灾烟气控制的研究大多集中于单线车站，两线换乘车站的研究也仅采用了数值计算的方法，现有研究对象未涉及三线或四线换乘车站。[0003]针对单线车站，现有的研究主要采取模型实验、全尺寸实验和数值计算建立了地铁车站站台、站厅和车站隧道火灾时顶棚最高温度模型、顶棚射流的纵向温度分布模型和顶部通风排烟方法;针对两线换乘车站，现有研究主要采用数值计算的方法提出了火灾情况下两车站通风排烟联动方式。[0004]多线换乘车站的结构形式更为复杂，一般采用通道换乘和楼梯换乘的多样化换乘方式，现有研究缺乏火灾烟气通过多个换乘通道和楼梯向多个站点的扩散模型。[0005]多线换乘车站的结构形式决定了其通风网络的分支数量和结构更为复杂，现有研究缺乏多线换乘车站的站厅排烟系统、站台排烟系统、换乘通道排烟系统和车站隧道轨排系统联动作用下的通风网络风量分配数据和火灾烟气控制方案。发明内容[0006]本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置及方法。[0007]根据本发明的一个方面，提供一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置，包括：多线换乘地铁车站模型、防排烟系统及火灾测试系统；[0008]所述多线换乘地铁车站模型，包括车站A、车站B、车站C和车站D，用于通过调整所述车站A、车站B、车站C和车站D的楼梯以及换乘通道的开或闭实现两线换乘、三线换乘和四线换乘的功能；[0009]所述防排烟系统，包括设置在所述多线换乘地铁车站模型的各个空间的排烟管道以及与所述排烟管道相连接的排烟风机，用于在火灾情况下将所述多线换乘地铁车站模型内的有毒有害烟气向外排出；[0010]所述火灾测试系统，用于探测火灾情况下所述多线换乘地铁车站模型内的烟气温度、浓度和速度信息，并对所述烟气温度、浓度和速度信息进行集中显示、监测和处理。[0011]根据本发明的一个方面，一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验方法，包括：[0012]Sl，探测地铁车站火灾情况下的烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度；[0013]S2,基于所述烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度，比较不同排烟模式下所述烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度的变化情况的差异，确定初步排烟模式；[0014]S3,基于所述初步排烟模式，开启所述地铁车站内的排烟风机进行排烟，并根据烟气变化情况调整排风量；[0015]S4,基于所述不同的排风量，探测到不同的烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度，确定最终排烟模式。[0016]本发明提出一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置及方法，针对地铁多线换乘车站建筑结构复杂、换乘方式多样化的特点，利用分布在不同防烟分区的测温探头、浓度采集探头和风速测量探头获取火灾情况下烟气的温度、浓度和气体流动速度等信息，研究不同防烟分区发生火灾时，烟气通过多个换乘通道和楼梯向多个站点的扩散规律，以及多个防烟分区的排烟通风网络风量分配和烟气控制方案，可以有效地控制火灾灾情的扩散，降低人员的伤亡，降低财物损失。附图说明[0017]图1为本发明一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置示意图；[0018]图2为本发明所述多线换乘地铁车站模型示意图；[0019]图3为本发明所述多线换乘地铁车站模型地下一层平面示意图；[0020]图4为本发明所述多线换乘地铁车站模型地下二层平面示意图；[0021]图5为本发明所述多线换乘地铁车站模型地下三层平面示意图；[0022]图6为本发明所述多线换乘地铁车站模型的1-1剖面示意图；[0023]图7为本发明所述多线换乘地铁车站模型的2-2剖面示意图；[0024]图8为本发明所述多线换乘地铁车站模型的3-3剖面示意图；[0025]图9为本发明所述多线换乘地铁车站模型车站隧道底部排烟管道纵剖面图；[0026]图10为本发明所述多线换乘地铁车站模型车站隧道底部排烟管道横剖面图；[0027]图11为本发明所述多线换乘地铁车站模型地下一层站厅公共区顶部排烟系统示意图；[0028]图12为本发明所述多线换乘地铁车站模型地下二层站厅公共区顶部排烟系统示意图；[0029]图13为本发明所述多线换乘地铁车站模型地下二层车站隧道顶部排烟系统示意图；[0030]图14a为本发明所述多线换乘地铁车站模型地下三层站台公共区顶部排烟系统示意图；[0031]图14b为本发明所述多线换乘地铁车站模型车站隧道顶部排烟系统示意图；[0032]图15为本发明所述多线换乘地铁车站模型站台及站厅测温电缆、风速和烟气浓度测点布置示意图。具体实施方式[0033]下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0034]如图1所示，一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置，包括:多线换乘地铁车站模型、防排烟系统及火灾测试系统；[0035]所述多线换乘地铁车站模型，包括车站A、车站B、车站C和车站D，用于通过调整所述车站A、车站B、车站C和车站D的楼梯以及换乘通道的开或闭实现两线换乘、三线换乘和四线换乘的功能；[0036]所述防排烟系统，包括设置在所述多线换乘地铁车站模型的各个空间的排烟管道以及与所述排烟管道相连接的排烟风机，用于在火灾情况下将所述多线换乘地铁车站模型内的有毒有害烟气向外排出；[0037]所述火灾测试系统，用于探测火灾情况下所述多线换乘地铁车站模型内的烟气温度、浓度和速度信息，并对所述烟气温度、浓度和速度信息进行集中显示、监测和处理。[0038]本实施例针对地铁多线换乘车站建筑结构复杂、换乘方式多样化的特点，利用分布在不同防烟分区的测温探头、浓度采集探头和风速测量探头获取火灾情况下烟气的温度、浓度和气体流动速度等信息，研究不同防烟分区发生火灾时，烟气通过多个换乘通道和楼梯向多个站点的扩散规律，以及多个防烟分区的排烟通风网络风量分配和烟气控制方案，可以有效的控制火灾灾情的扩散，降低人员的伤亡，降低财物损失。[0039]如图1所示，所述防排烟系统位于所述多线换乘地铁车站模型内，所述火灾测试系统的一部分位于所述多线换乘地铁车站模型内，另一部分可以在所述多线换乘地铁车站模型外实现。[0040]在一个实施例中，所述多线换乘地铁车站模型包括平行换乘的车站A和车站B、“十字”换乘或“T型”换乘的车站C和车站D以及“L型”换乘的车站B和车站D。如图2所示，所述车站A、车站B、车站C和车站D四个车站之间能够通过调整楼梯和换乘通道的开闭实现两线换乘、三线换乘和四线换乘的功能。[0041]本实施例所述多线换乘地铁车站模型的所述车站A、车站B、车站C和车站D均能够调节自身长度以满足不同编组数量的车辆型式A型车和B型车），图2所示的车站结构为其中一种，即车站A、车站B和车站C所对应的车辆型式为6辆编组的B型车，车站D所对应的车辆型式为8辆编组的A型车。为提高多线换乘车站模型实验的经济性和可操作性，车站的尺寸按照实际尺寸的1:10进行等比例缩小。当然，实际实施中可按照其它比例进行缩小，缩小比例取决于实验的需求，本实施例对此不作具体限定。[0042]本发明实施中图2-图15均是对所述多线换乘地铁车站模型的相关说明。但本发明所述地铁多线换乘车站的火灾试验方法不限于此实验模型，可以运用到实际的地铁系统的两线换乘站、三线换乘站和四线换乘站中，指导火灾消防。[0043]如图3所示，所述多线换乘地铁车站模型的最顶层第一层为站厅层，其中车站A和车站B为平行换乘车站，两车站共用一个站厅，车站C和车站D为“十字”换乘车站，两车站共用一个站厅。楼梯1和楼梯2为车站A与车站B公共站厅通往地面的出入口，楼梯7和楼梯8为车站C与车站D公共站厅通往地面的出入口，楼梯3和楼梯4为两公共站厅之间换乘通道通往地面的出入口，使得换乘通道既能起到换乘作用，又能通过换乘通道的出入口进行人员疏散、客流控制。[0044]图4为所述多线换乘地铁车站模型地下二层平面图，图5为所述多线换乘地铁车站模型地下三层平面图，图6为所述多线换乘地铁车站模型的1-1截面剖面图，对应图2中标注1的纵向结构，图7为所述多线换乘地铁车站模型的2-2截面剖面图，对应图2中最下端标注2的横向结构，图8为所述多线换乘地铁车站模型的3-3截面剖面图，对应图2中标注3的横向结构。其中，楼梯9和楼梯10为车站A的站台通往站厅的楼梯，楼梯11和楼梯12为车站B的站台通往站厅的楼梯，两站台可通过楼梯在公共站厅实现换乘功能;楼梯5和楼梯6为车站C的站台通往站厅的楼梯，楼梯13、楼梯14和楼梯15为车站D的站台通往站厅的楼梯，楼梯16为车站C的站台和车站D的站台互相换乘的楼梯，使得车站C和车站D既能通过公共站厅进行换乘，也能直接通过两站台之间的换乘楼梯进行换乘。[0045]在一个实施例中，通过关闭两个公共站厅之间的换乘通道，可实现平行换乘和“十字”换乘的两线换乘功能。[0046]通过关闭所述车站A和车站B共用站厅的通往车站A的楼梯或通往车站B的楼梯，实现同时具备“十字”和“T型”换乘的三线换乘功能;或者[0047]通过关闭所述车站C和车站D共用站厅的两个出口楼梯以及所述车站C的楼梯，实现同时具备平行换乘和“T型”换乘的三线换乘功能;或者[0048]通过将所有换乘通道和楼梯打开，实现同时具备“十字”换乘、平行换乘和“T型”换乘的四线换乘功能。[0049]具体实施为:关闭楼梯9、楼梯10或者楼梯11、楼梯12,可实现“十字”和“T型”换乘的三线换乘功能；关闭楼梯5、楼梯6和楼梯16,可实现平行换乘和“T型”换乘的三线换乘功能，将所有换乘通道和楼梯打开，可实现“十字”换乘、平行换乘和“T型”换乘的四线换乘功能。[0050]在一个实施例中，所述防排烟系统包括：[0051]分别设置在所述车站A、车站B、车站C和车站D的站台和站厅顶部的多个第一排烟风机，所述第一排烟风机连接第一排烟管道，所述第一排烟管道的底部设置有若干排烟口；以及[0052]分别设置在地铁隧道底部和顶部多个第二排烟管道，所述第二排烟管道的两端分别连接有第二排烟风机，所述第二排烟管道上设置有若干排烟口。[0053]本实施例中，所述多线换乘地铁车站模型的防烟分区包括站台、站厅公共区和车站隧道。车站站厅、站台公共区采用顶部排烟模式，排烟风机与覆盖站台、站厅的排烟管道相连接，排烟管道底部设置有若干排烟口，火灾情况下排烟风机通过排烟口将有毒有害烟气抽出。所述多线换乘地铁车站模型的站台、站厅顶部排烟系统按照实际车站的型式进行设计、安装，多条排烟管道均匀地布置与站厅、站台顶部。[0054]图11为两个公共站厅的排烟管道布设图，排烟管道两端分别预留风机接口，同时在排烟管道中部设置可调节风阀，以实现对大面积烟气扩散和局部烟气扩散的控制模式进行研究，由于两个站厅之间的换乘通道较长，换乘通道顶部采用独立的排烟系统，从而可对换乘通道内的烟气控制进行研究。与站厅的排烟管道类似，图12和图14a为车站A、车站B、车站C和车站D的站台排烟管道布设图，排烟口均匀地分布在站台顶部空间。[0055]如图10所示，车站隧道采用站台底部排烟系统和车站隧道顶部排烟系统相结合的通风排烟模式，通过在轨排烟道两端安装排烟风机，烟道纵向均匀设置多个排烟口，通过排烟口将烟气排出。[0056]图9为车站隧道底部排烟管道纵剖面图，图13和图14b为车站A、车站B、车站C和车站D的车站隧道顶部烟道示意图。[0057]在一个实施例中，所述火灾测试系统包括数据监测装置，所述数据监测装置与设置在地铁车站防排烟区的烟气温度探测系统、烟气浓度探测系统和风速探测系统进行通信连接。所述烟气温度探测系统，用于探测火灾情况下烟气温度，并将所述烟气温度发送至所述数据监测装置;所述烟气浓度探测系统，用于探测火灾情况下烟气浓度，并将所述烟气浓度发送至所述数据监测装置;所述风速探测系统，用于探测火灾情况下各出入口处新鲜空气向火灾区域的气流速度，并将所述气流速度发送至所述数据监测装置。所述数据监测装置，用于接收所述烟气温度探测系统、烟气浓度探测系统和风速探测系的信息，并对所述信息进行显示和分析处理。[0058]本实施例所述数据监测装置可以为具有通信功能的智能终端，包括PC机、智能手机、平板电脑等。所述通信连接可以是无线连接，也可以有线连接，本发明对此不作具体限定。[0059]所述分析处理包括:所述数据监测装置对接收的不同时刻、不同通风流量下的温度数据信息、浓度数据信息和风速数据信息进行比较，同时设定不同的排烟模式，模拟不同排风量下各排烟模式下的烟气温度、烟气浓度和风速之间的差异，并确定烟气控制方法。[0060]在一个实施例中，所述烟气温度探测系统包括:设置在所述多线换乘地铁车站模型顶部的若干测温探头，所述测温探头连接测温模块，所述测温模块与所述数据监测装置进行通信连接;所述测温探头，用于感知烟气温度;所述测温模块，用于将所述测温探头感知的烟气温度转化为温度数据信息并发送给所述数据监测装置。[0061]在一个实施例中，所述烟气浓度探测系统包括:在沿疏散路径人眼高度处设置的若干浓度采集探头，所述浓度采集探头连接浓度分析模块，所述浓度分析模块与所述数据监测装置进行通信连接;所述浓度采集探头，用于采集烟气浓度;所述浓度分析模块，用于对所述浓度采集探头采集的烟气浓度进行分析获得浓度数据信息，并将所述浓度数据信息发送给所述数据监测装置。[0062]在一个实施例中，所述风速探测系统包括:设置在楼梯中部及各车站出入口处的若干风速测量探头，所述风速测量探头连接风速仪，所述风速仪与所述数据监测装置进行通信连接;所述风速测量探头，用于测量楼梯处的风速，并测量各出入口处新鲜空气向火灾区域的气流速度。[0063]在一个实施例中，所述烟气温度探测系统包括测温探头和测温模块，一个测温模块连接几十个或更多的测温探头，分别将每个测温探头感知的烟气温度转化温度数据信息发送给所述数据监测装置。[0064]在一个实施例中，所述烟气浓度探测系统包括浓度采集探头和浓度分析模块，一个浓度分析模块连接几十个或更多的浓度采集探头，分别将每个浓度采集探头采集的烟气中的相关的气体浓度信息转化浓度数据信息发送给所述数据监测装置。[0065]在一个实施例中，所述风速探测系统包括风速测量探头和风速仪，一个风速仪连接几十个或更多的风速测量探头，分别将每个风速测量探头在不同的位置测量的风速转化风速数据信息发送给所述数据监测装置。[0066]在一个实施例中，所述火灾测试系统还包括火源控制系统；[0067]所述火源控制系统，用于产生火源，并对所述火源进行功率控制;所述火源控制系统包括气体火发生系统和油池火发生系统；[0068]所述气体火发生系统包括可燃气体、气体储罐、软管、流量计、回火阀和燃烧器，用于产生气体火源，并对所述气体火源进行功率控制；[0069]所述油池火发生系统包括燃料油、天平、防火板、不锈钢油盆和点火装置，用于产生油池火源，并对所述油池火源进行功率控制。[0070]具体的，所述对气体火源进行功率控制包括:调整流量计以控制火源功率，满足：[0071]Q-q*AM[0072]其中，Q为火源功率，X为所述可燃气体的燃烧效率，§为所述可燃气体的质量流量gs，利用所述可燃气体的体积流量换算而来，ΛΗ为所述可燃气体的热值kjg;[0073]所述对油池火源进行功率控制包括:调整所述燃料油的种类和所述不锈钢油盆的面积以控制火源功率，满足：[0074]Q=X·m·ΔH[0075]其中，Q为火源功率，X为所述燃料油的燃烧效率，m为通过所述天平实时测量的燃料质量损失速率gs，△H为所述燃料油的热值kjg。[0076]本发明的具体实施方式包括第一实施例两线换乘车站火灾实验、第二实施例三线换乘车站火灾实验和第三实施例四线换乘车站火灾实验;且为了降低成本，各消防系统与数据监测装置之间的通信连接所采用电缆线连接或信号线连接;且实施例中提到的测温电缆包括电缆和连接到所述电缆上的测温探头，且所述电缆是一端连接有测温模块，并通过所述测温模块连接到数值采集装置;所述风速仪为多通道风速仪，所述数据监测装置为电脑。[0077]所述第一实施例两线换乘车站火灾实验，首先关闭所述多线换乘地铁车站模型的两个公共站厅之间的换乘通道，实现平行换乘和“十字”换乘的两线换乘功能;本实施例采样“十字”换乘车站站台火灾实验。具体实施步骤如下：[0078]1.选取火源位置，将火源点设置在车站D的站台中部，将火源控制系统放置在站台中部。[0079]2.采用甲醇、乙醇、汽油或液化气等多种发烟量的燃料，制造油池火或气体火作为火源，将火源放置在选取的火源点位置上，模拟在测量通道中乘客携带的行李起火站台内其他设备起火的火灾场景。[0080]3.将分布式测温电缆安装在车站C、车站D的站台和公共站厅、楼梯5、楼梯6、楼梯13、楼梯14、楼梯15和楼梯16的顶棚下方;所述测温电缆的一端连接测温模块，所述测温模块连接电脑。[0081]4.将风速探测系统的风速测量探头安装在楼梯5、楼梯6、楼梯13、楼梯14、楼梯15和楼梯16中心线的13高度处，所有风速测量探头连接风速仪，所述风速仪通过信号线连接至电脑。[0082]5.将用于采集烟气浓度和能见度的浓度采集探头安装在车站C和车站D的站台和公共站厅、楼梯5、楼梯6、楼梯13、楼梯14、楼梯15和楼梯16中心线的13顶棚高度处，所有浓度采集探头连接并连接浓度分析模块，所述浓度分析模块通过信号传输线连接至电脑。[0083]6.开启车站D站台顶部排烟管道一端的排烟风机，设置若干种排烟量；[0084]7.采集车站C和车站D的站台和公共站厅中的烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0085]8.开启车站C的站台顶部排烟管道一端的风机进行送风，开启车站D的站台顶部排烟管道一端的风机进行排烟，设置若干种不同的排烟量。[0086]9.采集车站C和车站D的站台和公共站厅中的烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0087]10.比较每种排烟模式情况下烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度的差异，初步确定排烟效率较高的通风系统联动模式。[0088]11.根据步骤8的方法，再次设置多种风量对步骤10中选取的排烟效率较高的通风系统联动模式进行优化，确定最终排烟模式优化方案。[0089]所述第二实施例三线换乘车站火灾实验，首先关闭所述多线换乘地铁车站模型的某个站台与站厅的换乘楼梯和换乘通道，实现两线换乘功能，同时包括“十字”换乘和“T型”换乘；以“十字”换乘和“T型”换乘同时存在的三线换乘车站实现三线换乘。具体实施步骤如下：[0090]1.关闭楼梯9和楼梯10,使得实验模型同时存在车站C与车站D的“十字”换乘和车站B与车站D的“T型”换乘形式。[0091]2.选取火源位置，将火源点设置在车站B的站台中部，将火源控制系统放置在站台中部。[0092]3.采用甲醇、乙醇、汽油或液化气等多种发烟量的燃料，制造油池火或气体火作为火源，将火源放置在选取的火源点位置上，模拟在测量通道中乘客携带的行李起火站台内其他设备起火的火灾场景。[0093]4.将分布式测温电缆安装在车站B、车站C和车站D的站台和公共站厅、楼梯1-楼梯8和楼梯11-楼梯16的顶棚下方，所述测温电缆的一端连接测温模块，所述测温模块连接电脑。[0094]5.将风速探测系统的风速测量探头安装在楼梯1-楼梯8和楼梯11-楼梯16中心线的13高度处，所有风速测量探头连接风速仪，所述风速仪通过信号线连接至电脑。[0095]6.将用于采集烟气浓度和能见度的浓度采集探头安装在车站B、车站C和车站D站台和公共站厅、楼梯1-楼梯8和楼梯11-楼梯16中心线的13顶棚高度处，所有浓度采集探头连接并连接浓度分析模块，所述浓度分析模块通过信号传输线连接至电脑。[0096]7.开启车站B站台顶部排烟管道一端的排烟风机，设置若干种排烟量；[0097]8.采集车站B、车站C和车站D的站台和公共站厅中的烟气温度、CO和C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0098]9.开启车站B站台上方的站厅顶部排烟管道一端的风机进行送风，开启B站台顶部排烟管道一端的风机进行排烟，设置若干种不同的风量；[0099]10.采集车站B、车站C和车站D的站台和公共站厅的烟气温度、CO和C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0100]11.开启车站B站台上方站厅和车站C和车站D的站厅的顶部排烟管道一端的风机进行送风，开启车站B的站台顶部排烟管道一端的风机进行排烟，设置若干种不同的风量。[0101]12.采集车站B、车站C和车站D的站台和公共站厅中的烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0102]13.比较每种排烟模式情况下烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度的差异，初步确定排烟效率较高的通风系统联动模式。[0103]14.根据步骤9和步骤11的方法，再次设置多种风量对步骤13中选取的排烟效率较高的通风系统联动模式进行优化，确定最终的排烟模式优化方案。[0104]本发明所述第三实施例四线换乘车站火灾实验，首先打开多线换乘地铁车站模型的所有换乘通道和换乘楼梯，实现平行换乘、“十字”换乘和“T型”换乘的四线换乘功能。具体实施步骤如下：[0105]1.选取火源位置，将8节编组A型车辆的小尺寸列车模型放置在车站D的车站隧道内。[0106]2.采用甲醇、乙醇、汽油或液化气等多种发烟量的燃料，制造油池火或气体火作为火源，将火源放置在列车底部的路基上，模拟列车停靠在车站隧道或者在区间隧道起火运行至车站隧道时的火灾场景。[0107]3.将分布式测温电缆安装在车站D的车站隧道，车站A、车站B、车站C和车站D的站台、公共站厅和楼梯顶棚下方，所述测温电缆的一端连接测温模块，所述测温模块连接电脑。[0108]4.将风速探测系统的风速测量探头安装在楼梯中心线的13高度处，所有风速测量探头连接风速仪，所述风速仪通过信号线连接至电脑。[0109]5.将用于采集烟气浓度和能见度的浓度采集探头安装在车站A、车站B、车站C和车站D的站台、公共站厅和楼梯中心线的13顶棚高度处，所有浓度采集探头连接并连接浓度分析模块，所述浓度分析模块通过信号传输线连接至电脑。[0110]6.使车站D站台屏蔽门处于关闭状态，开启站台D车站隧道的顶部和底部排烟风机，设置若干种排烟量。[0111]7.采集车站D车站隧道中的烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0112]8.打开车站D车站隧道停靠列车车头位置的屏蔽门，其他屏蔽门仍处于关闭状态，开启站台D车站隧道的顶部和底部排烟风机，设置若干种排烟量。[0113]9.采集车站D车站隧道中的烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度。[01M]10.保持步骤8中屏蔽门的开闭模式，开启站台D车站隧道的顶部和底部排烟风机进行排烟，开启其他车站站台、站厅的风机进行送风，设置若干种风量。[0115]11.采集车站D车站隧道，车站A、车站B、车站C和车站D的站台和公共站厅中的烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0116]12.打开车站D车站隧道列车停靠一侧的全部屏蔽门，开启站台D车站隧道的顶部和底部排烟风机，设置若干种排烟量。[0117]13.采集车站D车站隧道，车站A、车站B、车站C和车站D的站台和公共站厅中的烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0118]14.保持步骤12中屏蔽门的开闭模式，开启车站D车站隧道的顶部和底部排烟风机进行排烟，开启其他车站站台、站厅的风机进行送风，设置若干种风量。[0119]15.采集车站D车站隧道，车站A、车站B、车站C和车站D的站台和公共站厅中的烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度。[0120]16.比较每种排烟模式情况下烟气温度、CO浓度、C02浓度、能见度和烟气流动速度的差异，初步确定排烟效率较高的通风系统联动模式。[0121]17.根据步骤6、步骤8、步骤10、步骤12和步骤14的方法，再次设置多种风量对步骤16中选取的排烟效率较高的通风系统联动模式进行优化，确定最终的四线换乘车站列车火灾排烟模式优化方案。[0122]基于第一实施例两线换乘车站火灾实验、第二实施例三线换乘车站火灾实验和第三实施例四线换乘车站火灾实验，本发明还提供一种地铁车站的模拟火灾消防方法，包括：[0123]Sl，探测地铁车站火灾情况下的烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度；[0124]S2,基于所述烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度，比较不同排烟模式下所述烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度的变化情况的差异，确定初步排烟模式；[0125]S3,基于所述初步排烟模式，开启所述地铁车站内的排烟风机进行排烟，并设置不同的排风量；[0126]S4,基于所述不同的排风量，探测到不同的烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度，确定最终排烟模式。[0127]具体的，所述排烟模式包括所述地铁车站的站台站厅顶部排烟模式、隧道底部和顶部排烟模式和联动排烟模式;所述联动排烟模式包括站台站厅顶部排烟模式中的全部或部分排烟设施，结合隧道底部和顶部排烟模式中的全部或部分排烟设施进行联合排烟的模式。[0128]本发明针对地铁多线换乘车站建筑结构复杂、换乘方式多样化的特点，利用分布在不同防烟分区的测温探头、浓度采集探头和风速测量探头获取火灾情况下烟气的温度、浓度和气体流动速度等信息，研究不同防烟分区发生火灾时，烟气通过多个换乘通道和楼梯向多个站点的扩散规律，以及多个防烟分区的排烟通风网络风量分配和烟气控制方案，可以有效地控制火灾灾情的扩散，降低人员的伤亡，降低财物损失。[0129]最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置，其特征在于，包括:多线换乘地铁车站模型、防排烟系统及火灾测试系统；所述多线换乘地铁车站模型，包括车站A、车站B、车站C和车站D，用于通过调整所述车站A、车站B、车站C和车站D的楼梯以及换乘通道的开或闭实现两线换乘、三线换乘和四线换乘的功能；所述防排烟系统，包括设置在所述多线换乘地铁车站模型的各个空间的排烟管道以及与所述排烟管道相连接的排烟风机，用于在火灾情况下将所述多线换乘地铁车站模型内的有毒有害烟气向外排出；所述火灾测试系统，用于探测火灾情况下所述多线换乘地铁车站模型内的烟气温度、浓度和速度信息，并对所述烟气温度、浓度和速度信息进行集中显示、监测和处理。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车站A、车站B、车站C和车站D均能通过调节自身的长度满足不同编组数量的车辆型式；所述多线换乘地铁车站模型还包括16个楼梯，通过关闭两个公共站厅之间的换乘通道，实现平行换乘和“十字”换乘的两线换乘功能;或者通过关闭所述车站A和车站B共用站厅的通往车站A的楼梯或通往车站B的楼梯，实现同时具备“十字”和“T型”换乘的三线换乘功能;或者通过关闭所述车站C和车站D共用站厅的两个出口楼梯以及所述车站C的楼梯，实现同时具备平行换乘和“T型”换乘的三线换乘功能;或者通过将所有换乘通道和楼梯打开，实现同时具备“十字”换乘、平行换乘和“T型”换乘的四线换乘功能。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防排烟系统包括：分别设置在所述车站A、车站B、车站C和车站D的站台和站厅顶部的多个第一排烟风机，所述第一排烟风机连接第一排烟管道，所述第一排烟管道的底部设置有若干排烟口；以及分别设置在地铁隧道底部和顶部多个第二排烟管道，所述第二排烟管道的两端分别连接有第二排烟风机，所述第二排烟管道上设置有若干排烟口。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述火灾测试系统包括数据监测装置、烟气温度探测系统、烟气浓度探测系统和风速探测系统；所述烟气温度探测系统，用于探测火灾情况下烟气温度，并将所述烟气温度发送至所述数据监测装置；所述烟气浓度探测系统，用于探测火灾情况下烟气浓度，并将所述烟气浓度发送至所述数据监测装置；所述风速探测系统，用于探测火灾情况下各出入口处新鲜空气向火灾区域的气流速度，并将所述气流速度发送至所述数据监测装置；所述数据监测装置，用于接收所述烟气温度探测系统、烟气浓度探测系统和风速探测系统的信息，并对所述信息进行显示和分析处理；所述数据监测装置与设置在地铁车站防排烟区的烟气温度探测系统、烟气浓度探测系统和风速探测系统进行通信连接。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述烟气温度探测系统包括:设置在所述多线换乘地铁车站模型顶部的若干测温探头，所述测温探头连接测温模块，所述测温模块与所述数据监测装置进行通信连接；所述测温探头，用于感知烟气温度；所述测温模块，用于将所述测温探头感知的烟气温度转化为温度数据信息并发送给所述数据监测装置。6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述烟气浓度探测系统包括:在沿疏散路径人眼高度处设置的若干浓度采集探头，所述浓度采集探头连接浓度分析模块，所述浓度分析模块与所述数据监测装置进行通信连接；所述浓度采集探头，用于采集烟气浓度；所述浓度分析模块，用于对所述浓度采集探头采集的烟气浓度进行分析获得浓度数据信息，并将所述浓度数据信息发送给所述数据监测装置。7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述风速探测系统包括:设置在楼梯中部及各车站出入口处的若干风速测量探头，所述风速测量探头连接风速仪，所述风速仪与所述数据监测装置进行通信连接；所述风速测量探头，用于测量楼梯处的风速，并测量各出入口处新鲜空气向火灾区域的气流速度。所述风速仪，用于将所述风速测量探头处的气流速度转化为风速数据信息，并将所述风速数据信息发送给所述数据监测装置。8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述火灾测试系统还包括火源控制系统，用于产生火源，并对所述火源进行功率控制;所述火源控制系统包括气体火发生系统和油池火发生系统；所述气体火发生系统包括可燃气体、气体储罐、软管、流量计、回火阀和燃烧器，用于产生气体火源，并对所述气体火源的功率进行控制；所述油池火发生系统包括油料、天平、防火板、不锈钢油盆和点火装置，用于产生油池火源，并对所述油池火源的功率进行控制。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述对气体火源进行功率控制包括：调整流量计以控制火源功率，满足：Ο,-χ-q·ΔΗ其中，Q为火源功率，X为所述可燃气体的燃烧效率，I为所述可燃气体的质量流量gS，利用所述可燃气体的体积流量换算而来，△H为所述可燃气体的热值kjg;所述对油池火源进行功率控制包括:调整所述燃料油的种类和所述不锈钢油盆的面积以控制火源功率，满足：Q=X·m·ΔH其中，Q为火源功率，X为所述燃料油的燃烧效率，m为通过所述天平实时测量的燃料质量损失速率gs，△H为所述燃料油的热值kjg。10.—种用于地铁多线换乘车站的火灾试验方法，其特征在于，包括：Sl，探测地铁车站火灾情况下的烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度；S2,基于所述烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度，比较不同排烟模式下所述烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度的变化情况的差异，确定初步排烟模式；S3，基于所述初步排烟模式，开启所述地铁车站内的排烟风机进行排烟，并根据烟气变化情况调整排风量；S4,基于所述不同的排风量，探测到不同的烟气温度、CO浓度、CO2浓度、能见度和烟气流动速度，根据烟气控制的最佳效果确定最终排烟模式。

百度查询： 清华大学 一种用于地铁多线换乘车站的火灾试验装置及方法

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