[实用新型]一种地铁车站火灾模拟实验平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种对地铁车站火灾烟气蔓延与控制进行实验研究的设备，具体是一种地铁车站火灾模拟实验平台。

背景技术

针对于特定空间内的灾害事故采用全尺寸的实体模型进行实验研究，存在一定的困难，采用一定比例尺的模拟实验模型来开展研究是一种必要、科学、经济而又切实可行的手段，现有的国内外大多数的模拟实验系统平台都是基于尺度模拟技术，结合特定的需求而设计研制的。例如在建筑物内火灾事故研究方面，Thomas等人采用1/10缩小尺寸模型来研究大空间建筑内的烟气蔓延现象，Morgan采用1/10缩小尺寸的商场和中庭式大空间模型研究中厅火灾烟气控制规律，W.K.Chow在1/7比例尺内的中厅建筑模型内对火灾烟气流动特点进行了模拟研究。在地下工程方面，中国矿业大学研制了2000×2030×2030mm三维加载的地下工程实验系统模拟箱，可以对地铁工程、隧道及地下洞室工程、基础工程、特殊地下施工方法、边坡工程、挡土结构等地下工程进行模拟实验；北京交通大学建立了国内唯一的双层地下工程实验隧道，进行工程的现场动静力测试和监测的实验研究；北京工业大学采用1∶42的小比例尺地铁模型开展地铁洞内气流组织及传热效应的研究。然而，现有的模拟实验系统平台的适用对象和适用功能都较为单一，仅能满足某类工程的特定需求；或是模型比例尺过小，在实验研究中会带来较大的相似性误差，无法满足灾害事故模拟实验深入研究的需要。

目前国内尚无地铁车站实验模型平台用于模拟地铁火灾烟气蔓延及控制等实验研究，因此，如何针对于地铁火灾事故，建立多功能大比例尺的实验系统平台，开展地铁空间火灾蔓延、毒气扩散等的实验模拟以及事故通风的实验研究，是城市轨道交通领域迫切需要解决的一个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种可以对地铁车站火灾事故的发生发展机理、控制与防治技术进行实验研究的地铁火灾模拟实验平台。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是采用一种1∶5比例的地铁车站火灾模拟实验平台，包括地铁车站实体模型以及设在该实体模型中的火源系统、通风排烟系统、火灾探测报警系统、实验测量采集系统以及数据分析系统，其中地铁车站实体模型为模拟地铁结构的1∶5大比例尺模型，用于模拟火灾发生的三维限定空间；火源系统用于模拟不同的火灾场景，产生接近于真实的火灾热烟气；通风排烟系统用于模拟地铁正常模式和灾害模式下的通风排烟；火灾探测报警系统用于进行地铁模型内部火灾的自动识别与报警；实验测量采集系统用于地铁灾害事故模拟实验中的数据测量、采集和处理；数据分析系统用于进行实验数据的对比、分析、验证以及事故后果的预测评估，

所述地铁车站实体模型依据实际地铁建筑结构，采用相似性理论分析建立的多层建筑结构，根据需要能够对模型进行拆卸和组合；

所述火源系统包括燃气燃烧器、热烟发生箱和火源系统控制器，其火源功率和发烟量可以调节。

其中，所述地铁车站实体模型包含有车站隧道、站台、站厅、设备房，所述站厅、站台、车站隧道均采用模块化设计，实体模型整体可进行拆卸组合，可以模拟不同车站形式的地铁结构，包括具有四层结构的深埋地铁车站、具有二层结构的浅埋地铁车站、或站台层在上、站厅层在下的高架地铁车站、或车站隧道在站台两侧的岛式地铁车站、或车站隧道两侧分布着站台的侧式地铁车站、或站台与站厅间具有开放共享空间的中厅式地铁车站。

其中，所述地铁车站实体模型主体采用防火材料构建，并且在模型内部不同的考察位置设有玻璃观测窗。

其中，所述火源系统的燃气燃烧器和热烟发生箱采用比例控制，并且火源系统可以移动。

其中，所述火源系统含有流量计，以控制燃烧器的气体流量从而控制气体火源的功率；所述燃烧器的燃烧炉头的火源侧翼放置有示踪烟气发生箱，所产生的热烟无毒。

其中，所述通风排烟系统包括站台公共区通风排烟子系统、轨顶通风排烟子系统、轨底通风排烟子系统以及区间隧道通风排烟子系统，各通风排烟子系统相对独立，可分别进行风量调节，其各个风口的风量由模型相似性分析确定。

其中，所述通风排烟子系统各由不同数目的风机组构成，采用风流量罩对每个风机的风量进行标定，并通过变速调解器自动集中控制每个风机的风量，使每个风口的流量与实验规定值相符。

其中，所述地铁车站实体模型内布置有屏蔽门、楼扶梯和列车模型，所述屏蔽门沿车站站台边缘设置以使站台空间与区间隧道空间相互隔开，屏蔽门的长度与站台长度相同。