[發明專利]隧道防煙分區劃分模擬裝置及方法、計算模型和應用

在審

• 申請號: 202110986408.0
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113482693A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 閆曉俊;鄒瑞;彭辛;王文和
• 申請（專利權）人: 閆曉俊
• 主分類號: E21F1/02
• 分類號: E21F1/02;G06F30/20
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 宋輝

本發明公開了隧道防煙分區劃分模擬裝置及方法、計算模型和應用，隧道防煙分區劃分模擬裝置包括隧道模擬體，所述隧道模擬體的頂部設置有通風道，所述隧道模擬體的頂部設置有若干用于連通通風道的通風孔；所述隧道模擬體的頂部沿軸向均勻間隔布置有若干溫度探頭，所述隧道模擬體內布置有火源；所述通風道的一端設置有風機，所述通風道內出風口處設置有速度探頭。本發明所述模擬裝置能夠模擬隧道，設計匹配的模擬方法能夠構建隧道內熱煙氣前鋒蔓延長度的計算模型，該計算模型能夠可準確且有效地計算出隧道防煙分區劃分長度，為隧道排風系統設計的提供量化依據。

技術領域

本發明涉及隧道設計技術領域，具體涉及隧道防煙分區劃分模擬裝置及方法、計算模型和應用。

背景技術

在隧道火災防控設計中，防煙排煙系統的設計直接影響到人員是否能按預期計劃進行安全疏散，因此如何有效的排出火災中的煙流和熱量一直是國內外在該領域研究中的重點?，F代消防科學對火災煙氣的控制方式概括為兩種:①防止煙氣進入安全區域；②排出火災危險區域中的煙氣。設計控制煙氣流動區域即如何劃分防煙分區，是排煙設計中至關重要的一個參數。無論是理論模型還是實驗結果，都顯示:如果防煙分區劃分過小，煙氣受到阻擋后，會加速沉降，不利于排煙，嚴重影響人員安全疏散。如果防煙分區劃分過大，排煙口布置分散，與火源距離過遠，煙氣沒有被排出就已經沉降，也不利于及時排出煙氣。

目前，防煙分區的劃分主要集中在對自然排煙控制下的規定，對設置機械排煙系統的建筑及隧道很少有定量化的設計依據。

發明內容

本發明的目的在于提供隧道防煙分區劃分模擬裝置及方法、計算模型和應用，通過本發明所述模擬裝置及方法能夠構建隧道內熱煙氣前鋒蔓延長度的計算模型，該計算模型能夠可準確且有效地計算出隧道防煙分區劃分長度，為隧道排煙系統設計的提供量化依據。

本發明通過下述技術方案實現：

隧道防煙分區劃分模擬裝置，包括隧道模擬體，所述隧道模擬體的頂部設置有通風道，所述隧道模擬體的頂部設置有若干用于連通通風道的通風孔；

所述隧道模擬體的頂部沿軸向均勻間隔布置有若干溫度探頭，所述隧道模擬體內布置有火源；

所述通風道的一端設置有風機，所述通風道內出風口處設置有速度探頭。

本發明所述模擬裝置能夠模擬隧道，設計匹配的模擬方法能夠構建隧道內熱煙氣前鋒蔓延長度的計算模型，該計算模型能夠可準確且有效地計算出隧道防煙分區劃分長度，為隧道排風系統設計的提供量化依據。

進一步地，還包括用于觀測隧道模擬體內部煙氣流動情況的紅外熱成像儀和攝像機。

進一步地，溫度探頭為熱電偶或溫度傳感器。

進一步地，火源布置在隧道模擬體的底部中心。

進一步地，火源為正庚烷。

基于隧道防煙分區劃分模擬裝置的模擬方法，包括以下步驟：

S1、利用風速測速儀標定風機風量，確定并記錄排風量；

S2、點燃火源，并同時開啟通風孔和風機，溫度探頭采集溫度數據；

S3、基于步驟S2獲得的溫度數據提取出隧道模擬體不同位置處煙氣前鋒到達的時間；

S4、基于步驟S3獲得的煙氣前鋒到達的時間確定熱煙氣前鋒蔓延長度L，然后確定防煙分區劃分長度S，S＝2L；

S5、分別更換火源的功率、風機的排風速率、隧道模擬體的高度，重復步驟S1-S3，得到不同模擬條件下的熱煙氣前鋒蔓延長度L；

S6、根據公式擬合所得到的數據，確定A、B、C、D、E、F；