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1煙氣蔓延分布研究

1.1煙氣豎向溫度分布地鐵站發生火災時，可燃物的燃燒經歷了循序漸進的三個階段。第一階段是可燃物燃燒增長階段，這一階段處于火災剛發生的時間段內，此時煙氣的溫度是逐漸攀升的；第二階段是可燃物穩定燃燒階段，此時由于火勢的擴大，可燃物的燃燒逐步保持穩定且持續時間較長，此時煙氣的溫度也較為穩定；第三階段為減弱階段，由于可燃物數量逐漸減少，可用氧氣逐步稀薄，火勢也逐漸減弱，此時煙氣的溫度也相應呈降低趨勢。在豎向分布上，由于煙氣是逐漸上升的，浮力的作用使得煙氣將大量的熱量帶至上方，因此此時越接近頂棚的地方溫度上升的速度將會越快，即整個站臺各處均會遍布煙氣，但在垂直方向上，煙氣的濃度隨著高度的上升而變濃，溫度也隨著高度的上升而變高，且溫度變化是連續且存在一定梯度的。

1.2煙氣頂棚射流溫度變化垂直方向上升的煙氣在遇到頂棚后，攜帶的大量熱量無法釋放，且由于受到頂棚的阻擋，煙氣將會沿水平方向向四周進行擴散，而形成了水平流動的頂棚射流。這一射流攜帶了大量的熱量，受到空氣浮力作用在上方流竄，而當遇到側壁或擋煙垂壁的遮擋，或是遇到站臺間的各類遮蔽或維護結構時，頂棚射流就會被遮擋下來進而發生回流，集聚在頂棚的下方。當越來越多的頂棚射流在某一處聚集達到某一厚度時，煙氣就會在相互作用下向下方下沉，從而在站臺間形成一層煙氣層，煙氣層攜帶的熱量更多，并會通過擋煙垂壁進一步向其他防煙區蔓延，逐漸危及到整個站臺。因此不論是在哪里，處于火源上方的溫度都是最高的，大量煙氣首先垂直上升聚集在頂棚上，因此頂棚的溫度最先上升。

1.3煙氣流動速度變化煙氣流在整個流動過程中經歷了三個階段的速度變化。在初始階段煙氣在空氣浮力的作用下逐漸上升，在碰到頂棚后進行積累，并形成強烈的氣流漩渦。且在火源附近的溫度較高，熱煙氣在熱浮力的作用下對周圍的冷空氣進行強烈的吸卷，從而使得火源附近煙氣的速度也相對較快，而離火源越遠煙氣的溫度就會越低。當煙氣撞擊頂棚形成頂棚射流后，在頂棚上會形成一個圓形的氣流撞擊區域，而頂棚射流層在此圓形區域的中心處速度最大，向外速度逐漸減小。在頂棚射流逐漸向四周水平擴散的過程中，熱煙氣將逐漸吸卷周圍的冷空氣，使得煙氣的質量不斷增大同時攜帶的熱量也逐漸流失，隨之而來的是煙氣速度的降低，此后煙氣速度逐漸衰減。直到煙氣繼續擴散，遇到側壁或擋煙垂壁時，由于碰撞形成一定的煙氣回流，并因此產生渦流，速度也隨之發生較為復雜的變化。

2地鐵車站火災的應急處置

地鐵車站火災發生時充滿了不確定性和難以控制性，而車站內的煙氣擴散速度極快且攜帶大量的熱量及有毒氣體，足以奪取乘客的生命。因此地鐵車站火災發生時應及時根據地鐵火災的特點及煙氣蔓延的路徑方式，通過相關應急措施對乘客進行疏導，及時對火災進行撲滅，盡量將損失降到最低。對于地鐵車站火災的應急處置，主要包括以下兩點：

2.1合理設置排煙裝置地鐵車站發生火災時，造成較大人員傷亡的就是有毒及高熱量的煙氣。因此在進行火災應急處理時，最先考慮的就是合理設置排煙裝置，在火災發生時能夠及時啟用，迅速將煙氣排出地鐵車站外。由于煙囪效應，大量的煙會從各種通道垂直向上流竄，而人員的逃生通道也主要處于上端，尤其是地鐵出口。因此對于地鐵出入口及站臺頂部的排煙或擋煙裝置需要充分安裝，保證其運能能夠面對大量的煙氣和熱量，保證乘客從站臺層向站廳層的安全迅速轉移。由于空氣浮力，煙氣將會首先向上傳導，形成冷熱空氣的分層，對于乘客逃生必經的樓梯，需要合理設置排煙和擋煙裝置，輔助乘客較好地逃生，順利對煙氣和熱量進行疏導，通過最近的地鐵出入口或是預留的排煙口迅速將煙排除。此外，當火勢較大時，應采用被動擋煙和主動機械排煙相結合的方式，兩者共同作用才能在最短的時間內將火勢控制，保證乘客的安全。

2.2做好應急預案地鐵車站的火災發生一般較為突然，且撲救困難影響深遠。因此對于地鐵管理者而言，提前做好地鐵火災的應急預案是十分有必要的。進行地鐵應急預案時應考慮到具體的人員安排、火災疏散路徑的設置、相關設備開啟流程、火警報警流程等問題。人員安排上應有明確的任務分工，各個關鍵節點處均應有專人負責。對于各類設備的運行和開啟，有條件的情況下可提前做好火災模擬，以更好地應對真實火災的發生。

3結語

地鐵火災不同于普通地上建筑火災，需要根據其具體特點進行應對。掌握火災煙氣的蔓延路徑及特點是進行地鐵火災控制的基本前提，只有做好了相關排煙設施的布置以及應急預案的管理工作，才能充分控制火災煙氣的蔓延，合理應對地鐵火災的發生，促進地鐵的安全快速發展。

作者：王俊杰單位：南京地鐵運營有限責任公司