隧道通风与火灾排烟理论基础及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 隧道的类型 1

1.2 隧道通风换气的必要性 6

1.3 隧道火灾的危害与特殊性 7

1.4 隧道火灾排烟主要设计标准及面临的新挑战 9

1.4.1 常用设计标准简介 9

1.4.2 面临的新挑战与新问题 11

1.5 本书章节安排 12

本章参考文献 14

第2章 隧道通风与火灾排烟中的基本概念 19

2.1 通风与排烟方式 19

2.1.1 机械通风 19

2.1.2 纵向排烟 21

2.1.3 利用横向通风系统排烟 23

2.1.4 集中排烟 23

2.1.5 自然排烟 23

2.1.6 组合式排烟 24

2.2 日常运营通风需风量 24

2.3 烟气生成量 24

2.3.1 无强迫气流作用的羽流卷吸 24

2.3.2 水平强迫气流作用下的羽流卷吸 25

2.3.3 烟气层界面的卷吸 26

2.4 排烟量 28

2.5 通风排烟动力 28

2.5.1 热压 28

2.5.2 交通风 29

2.5.3 机械通风与排烟设备 29

2.6 隧道烟气层高度 30

2.7 气流阻力 31

2.8 排烟效率与排热效率 34

本章参考文献 35

第3章 隧道通风排烟的实验与数值模拟方法 37

3.1 实验方法 37

3.1.1 模型实验 37

3.1.2 全尺寸实验 40

3.1.3 结合图像处理的盐水实验 43

3.2 数值模拟方法 46

3.2.1 场模拟 46

3.2.2 网络模拟 52

3.2.3 场—网复合模拟 55

本章参考文献 58

第4章 隧道火灾烟气蔓延与层化特性 62

4.1 隧道火灾烟气的发展阶段 62

4.2 隧道烟气顶棚射流蔓延速度 62

4.2.1 预测模型 62

4.2.2 实验设置 64

4.2.3 实验结果 66

4.3 强迫气流作用下火灾烟气水平输运特性 70

4.3.1 实验设置 70

4.3.2 烟气的水平流速 71

4.3.3 烟气水平流动速度随排烟速率的变化 71

4.4 强迫气流作用下火灾烟气竖向分层特性 73

4.4.1 浮力与惯性力无量纲化 74

4.4.2 实验设置 74

4.4.3 烟气流场形态 76

4.4.4 速度剪切强度 77

4.4.5 温度分层特性 77

4.4.6 流场形态与Fr和Ri的关系 82

本章参考文献 84

第5章 隧道火灾毒性气体生成与输运特性 85

5.1 隧道火灾的毒性气体生成量 85

5.2 火灾早期顶棚射流中CO传播特性 88

5.2.1 实验设置 88

5.2.2 实验结果 89

5.3 CO水平输运的动态特性 90

5.3.1 理论预测模型 90

5.3.2 实验设置 92

5.3.3 CO浓度随时间变化曲线 93

5.3.4 不同纵向位置CO浓度增长函数 95

5.4 CO体积浓度纵向分布特性 98

5.4.1 实验设置 98

5.4.2 实验结果 99

5.5 CO体积浓度竖向分布特性 100

5.5.1 理论分析 100

5.5.2 实验设置 104

5.5.3 无纵向强迫气流作用时CO浓度与温升的竖向分布特性 105

5.5.4 纵向强迫气流作用下CO浓度与温升的竖向分布特性 105

5.5.5 壁面换热的影响 107

本章参考文献 109

第6章 隧道自然通风与自然排烟理论 111

6.1 倾斜隧道的自然排烟 111

6.1.1 自然排烟临界风速形成条件的理论分析 111

6.1.2 盐水实验 115

6.2 隧道通风竖井的作用 120

6.3 竖井自然通风量 121

6.4 火灾工况下竖井自然排烟量 123

6.4.1 竖井下方无吸穿时的自然排烟量 123

6.4.2 竖井尺寸与自然排烟速度优化 124

6.5 纵向通风与多竖井组合排烟的简化分析 125

6.5.1 流动模式分析 125

6.5.2 理论分析结果 126

6.6 纵向通风与多竖井组合排烟的数值模拟 129

6.6.1 模拟设置 129

6.6.2 模拟结果 130

6.7 纵向通风与自然排烟组合模式的设计方法 135

6.7.1 设计计算公式 136

6.7.2 数值模拟验证 140

本章参考文献 145

第7章 水下隧道通风排烟方式分析与集中排烟优化 147

7.1 水下隧道的施工方式与结构形式 147

7.1.1 钻爆法 147

7.1.2 盾构法 147

7.1.3 沉管法 148

7.2 水下隧道的通风与防排烟方式 148

7.3 顶部集中排烟效率 150

7.3.1 实验设置 152

7.3.2 实验结果 153

7.4 沉管隧道侧壁集中排烟全尺寸实验 154

7.4.1 实验设置 154

7.4.2 排烟强迫气流作用下的火源功率 157

7.4.3 烟气控制效果与排热效率 159

7.5 沉管隧道排烟口优化 163

7.5.1 模拟设置 163

7.5.2 排热效率 167

7.5.3 排烟口设置的正交优化 168

本章参考文献 172

第8章 城市交通环廊隧道火灾排烟模式与实验研究 175

8.1 城市交通环廊隧道排烟模式及技术要点 175

8.1.1 横向排烟技术要点 176

8.1.2 纵向排烟技术要点 177

8.2 城市交通环廊隧道纵向排烟与横向排烟效果 178

8.2.1 实验设置 178

8.2.2 纵向排烟实验结果 182

8.2.3 横向排烟实验结果 186

8.2.4 纵向与横向排烟的利弊分析 189

8.3 城市环廊隧道集中排烟全尺寸实验 189

8.3.1 隧道概况 189

8.3.2 防排烟模式 192

8.3.3 实验设置 194

8.3.4 烟气蔓延范围 196

8.3.5 纵向气流速度 199

8.3.6 烟气层厚度 202

8.3.7 烟气温度纵向分布与最高温升 205

本章参考文献 209

第9章 城市交通环廊隧道通风排烟设计方法 211

9.1 城市交通环廊隧道抽象结构与排烟路径规划 211

9.2 环状通风网络向枝状通风网络的转变 213

9.3 城市交通环廊隧道纵向排烟系统设计方法 215

9.3.1 全射流风机纵向排烟系统设计方法 215

9.3.2 射流风机诱导通风与集中排烟组合系统的设计方法 217

9.4 设计预期值与CFD模拟的对比 220

9.4.1 设计案例及预期结果 220

9.4.2 模拟设置 221

9.4.3 模拟结果 222

本章参考文献 223