房间开门形式和走廊转角条件对人员疏散规律影响的实验研究与数值模拟分析

为了研究房间开门形式和走廊转角条件对人员疏散规律的影响,通过一系列实验并采用计算机数值模拟相结合,对比分析了不同开门形式和走廊转角条件下的人员疏散规律。结果表明:房间开门总宽度一定且出口出现拥堵条件下,只设置一道门,疏散效率最高。当房间需要满足设置两道门时,门应尽量设置在房间的两对边墙上,这样疏散效率较高。两道门设置在房间相邻边墙上时最不利于人员疏散。走廊转角角度从0°增加到90°,疏散时间先增长然后缩短最后又增长。同条件下,圆角疏散能力优于折角。圆角半径大小对人员疏散没有显著影响。研究结果为建筑房间开门形式和走廊设计提供了参考依据。     

Occupant interactions with self-closing fire doors in private dwellings

Prevention measures to reduce deaths and injuries due to domestic fires have included the provision of self-closing fire doors within dwellings. Such an approach however, is reliant on a behavioural response on behalf of the occupier(s). This research examined occupier behaviour in relation to self-closing fire doors. Forty semi-structured interviews were conducted with individuals inhabiting a new home. In all of the properties with self-closing fire doors, the occupants reported interfering with the self-closing mechanism of the doors. A quantitative survey was subsequently undertaken to obtain frequency data. In the majority of dwellings with fire doors occupiers reported propping these open in some way, or removing the self-closing mechanism from the door. The accounts suggest that, for fire doors to be an effective safety measure within dwellings, a greater emphasis needs to be placed on encouraging occupiers to adopt safe practices in relation to fire doors. Alternatively, other measures will need to be found to address the fire risk.     

基于Pyrosim的宿舍楼火灾模拟分析

为研究不同火灾工况对宿舍楼火灾过程的影响,应用Pyrosim对某大学东六宿舍进行火灾动态模拟,对比分析了宿舍大楼所有门窗全开状态和着火房间窗户闭合、门在20 s后打开的状态下,宿舍楼各部分温度、烟气层高度、门窗热流量及烟气蔓延特点。Pyrosim模拟结果表明,在火灾爆发的前20 s内,火势发展与门窗开合状态无关。在火灾中后期,门窗全开状态下,着火房间的温度及热流量较低、烟气层离地的高度较高,着火房间上方的宿舍受烟气影响较为严重;而在着火房间窗户闭合、门在20 s后打开状态下,横向走廊及各层楼梯处受烟气影响较严重。     

基于社会力模型的三维阶梯教室行人疏散仿真研究

为研究三维阶梯教室内座位布局及单双门对行人疏散效果的影响,改进社会力模型,模拟单双门情况下4种常见座位布局的行人疏散过程,从宏观和微观2个层面分析行人的疏散效果及内在的物理机制。结果表明:在限定门口宽度下,单开后门的平均总疏散时间均小于单开前门,而双门情形下的平均总疏散时间最小;从微观密度图来看,无论是单开前门、单开后门,还是双门均打开,4种座位布局中发生人员拥挤的位置相似。但单开后门情况下高密度区域的峰值高于单开前门,而双门情况下行人承受拥挤的压力最小,发生事故的风险小。     

基于结构重要度的地铁人员疏散瓶颈识别方法

为了提出一种新的量化人员疏散瓶颈的识别方法。以某地铁站为例,运用EVACNET4模型软件,模拟该地铁站发生火灾等事故时,人群的疏散情况,采用网络结构效益与结构重要度结合的方法查找疏散过程中的瓶颈所在,通过计算疏散瓶颈的结构重要度,将各瓶颈按其对车站安全疏散的影响程度排序,找出瓶颈制约点。结果表明:地铁站内的自动扶梯的开闭状态对疏散时间的影响很大,在发生火灾等特殊事件时应将自动扶梯停止运行,当作楼梯使用。同时,闸机的开闭状态也会影响疏散时间,但只要保障疏散过程中闸机可用,人员均能在规定的时间内完成疏散。通过对比分析门扉式闸机和三杆门式闸机的优劣,在建设地铁时,主要应以门扉式闸机为检票通道。     

房间开门形式对人员疏散的影响分析

采用计算机数值模拟软件FDS+Evac,对房间开门形式对人员疏散的影响进行分析。建立疏散模型,房间人员密度设置3种情况,着重研究了7种开门形式条件下人员疏散过程。研究表明,房间开门总宽度一定时,只设置一道门,疏散效率最高。当房间需要满足设置两道门时,门应尽量设置在房间的两对边墙上,这样疏散效率较高。两道门设置在房间相邻边墙上时最不利于人员疏散。研究结果为房间开门的设计提供了参考依据。     

煤矿立风井防爆门发展现状分析

煤矿风井防爆门是保护主通风机的重要安全设施。在本世纪以来的重大煤矿爆炸事故中,因风井防爆门设计缺陷造成事故扩大化的问题屡有发生,使得煤矿风井防爆门受到多方关注和重视,并获得快速革新和发展。梳理了国内外煤矿风井防爆门相关法规和标准的制订情况,分析了十多种典型煤矿立风井防爆门的结构、特点和防爆工作原理,介绍了相关理论和试验研究成果。在此基础上,着重分析指出了风井防爆门发展中存在的问题,并提出了解决问题的方向和思路。     

煤矿火区快速封闭泄爆门研究

目前煤矿发生火灾事故后,火区封闭时间过长极易引发瓦斯爆炸等次生灾害,且煤矿现有的阻隔爆技术存在许多 不足,针对这些问题,研发一种用于煤矿火区的快速封闭泄爆门。通过对泄爆门的结构设计、封闭与泄爆机制及有益效 果等方面进行阐述,并采用流体力学FLUENT软件计算得出不同数量泄爆窗的泄爆门与监控泄爆门前截面的压力、速度之 间的变化情况。结果表明:6个泄爆窗比2个泄爆窗的封闭时间快1 200 ms,快速封闭时间节省了68.57%。随着泄爆窗的 增多,瓦斯爆炸冲击波压力和传播速度都大幅度降低。当煤矿发生火灾事故封闭火区时,快速封闭泄爆门不仅具有快速 密闭功能,也同时具有泄爆功能,为煤矿安全提供新的隔爆技术。     

电梯层门机械强度的探讨

层门机械强度是电梯层门的一项重要特性,层门机械强度不足时门扇受力后容易产生较大变形甚至脱落,造成人员坠落井道的伤亡事故。本文对国内外电梯标准t层门机械强度要求条文进行了解析,基于国家标准中层门机械强度的规定,通过试验方法进行测试验证,指出国家现有标准中关于层门机械强度要求的不足之处。在此基础上,提出适合于我国的提高电梯层门机械强度的措施和方法,以期提升我国在用电梯层门的安全性。     

全自动驾驶模式下站台门智能安全监控系统研究

全自动驾驶是一种先进的轨道交通列车运行控制技术,在全自动驾驶模式下,轨道交通列车运维对站台门的安全提出了更高的要求。本文在分析站台门在全自动驾驶模式下的安全监控需求的基础上,从站台门的运行外部环境和站台门自身的运行参数两方面出发,建立站台门智能安全监控系统,实时全面掌握站台门的安全状态,基于BIM技术和自适应学习技术,对站台门的安全状态进行预测,防范于未然并及时做好维修计划调整。该系统能让站台门的安全处于主动控制状态,减少安全隐患。     

地铁多线换乘车站火灾模型实验研究-(3)平行换乘车站火灾*

为探究平行换乘车站火灾烟气扩散特性及排烟优化模式,利用1∶10地铁换乘车站模型,在公共站厅、站台、单洞单线隧道、单洞双线隧道中设计多种火灾场景,分析各区域内的顶棚温度分布情况。结果表明:公共站厅不同位置发生火灾时,各区域内的烟气蔓延特性和通风排烟效果不同;站台火灾时,打开屏蔽门能增大补风量,延缓火源上方的升温过程,降低站台内部温升,并且在联合站台及两侧隧道排烟时仅开启火源附近6个屏蔽门有利于提高排烟效率;单洞单线隧道火灾时烟气温度相对较高,单洞双线隧道火灾时,近火源区域内起火隧道和未起火隧道的烟气分布特性不同,烟气可通过打开的屏蔽门蔓延至临近站台,开启隧道排烟及站台送风后能有效减小温升幅度和烟气扩散范围。实验结果可为平行换乘车站中的火灾烟气通风控制方案提供数据支撑。     

轨顶排烟口对地铁地下车站火灾排烟效果影响研究

为了研究取消轨顶风口对地铁地下车站火灾防排烟的影响，采用CFD方法，针对全封闭站台门系统和全高站台门系统2种典型地铁车站，模拟车站公共区火灾和车站列车火灾发生时，有无轨顶风口对车站内排烟效果的影响。研究结果表明:针对车站公共区火灾，无论是全封闭站台门还是全高站台门系统，取消轨顶排烟口对公共区烟气温度、可见度、CO浓度等影响较低；但针对车站列车火灾，取消轨顶排烟口对公共区烟气温度、可见度、CO浓度均具有较大影响，排烟效果下降较多。     

地下岛式地铁站台火灾时全封闭屏蔽门开启模式研究

为研究4种屏蔽门开启模式下地下岛式站台火灾时排烟效果,本文采用大涡模拟进行计算,研究的开启模式包括开启两侧共4个端门、开启两侧首尾活动门及中间活动门和开启一侧所有活动门、开启两侧所有活动门。着重研究站台危险高度和楼扶梯口处烟气温度、CO浓度、可见度以及顶棚烟气温度。研究发现火灾发展阶段开启两侧屏蔽门首尾及中间活动门的排烟效果最好,火灾稳定阶段开启一侧所有活动门排烟效率较高,开启两侧所有活动门虽然能够加大烟气流出开口,但是排烟效果最差。     

煤矿风井防爆门设计爆炸载荷计算方法研究*

为解决煤矿风井防爆门研发中的设计爆炸载荷取值问题,采用理论分析和数值模拟方法,研究MFBL防爆门在被冲击波冲飞过程中的能量转化、传递、耗损关系,以及空气阻力因素的影响;改进拉断钢丝绳消耗能量的算法,着重考虑空气阻力影响因素,重新建立基于事故中防爆门的飞起高度计算防爆门设计爆炸载荷的方法,并以典型案例进行验证。结果表明:防爆门在拉断牵引钢丝绳的过程中,传递给配重的能量相较于拉断钢丝绳所消耗能量较小,可忽略不计;MFBL防爆门的空气阻力系数接近于1,其以较大速度飞行时受空气阻力影响显著,故考虑克服空气阻力作功是必要的;鉴于计算结果,推荐根据20~50 m飞起高度设计防爆门爆炸载荷,并提出根据防爆门飞起高度划分安全防护等级等建议和应用指南,其可提高计算方法的可靠性和可用性,可为防爆门研发等提供参考依据。     

Issues with using police citations to assign responsibility in quasi-induced exposure

Crash fault determination is one of the most critical issues in applications of quasi-induced exposure. Traditionally, the driver citation issued by the investigating police officer is the primary source to assign responsibility for motor vehicle crashes. Such citations are based on the “evidence” or observation of a moving violation (such as engaged hazardous actions) in combination with non-moving violations (such as suspended driver license) prior to the crash. The objective here is to identify the contributing factors that may lead to driver citations in two-vehicle crashes in addition to the hazardous action. Multivariate binary logistic regression modeling is employed to explore the behavior of the investigating police officer in terms of issuing citation at the crash scene. A series of explanatory parameters including roadway characteristics, environmental factors, and driver and vehicle attributes is assessed. The results show that whether the crash type was a hit-and-run, alcohol and illegal drug use, driver gender, driver age, and injury severity all appear to have significant impacts on the investigating officer’s decision-making. Specific examples are given to demonstrate how two factors hit-and-run and drinking status can skew the exposure estimates in the context of quasi-induced exposure. The findings will help to serve as a basis to select appropriate parameters in assigning crash responsibility in quasi-induced exposure applications; and we make recommendations to modify existing crash database for better safety research in the future.     

The role of door orientation on occupant injury in a nearside impact: a CIREN, MADYMO modeling and experimental study

OBJECTIVE: This study addressed the effects of vehicle height mismatch in side impact crashes. A light truck or SUV tends to strike the door of a passenger car higher causing the upper border to lead into the occupant space. Conversely, an impact centered lower on the door, from a passenger car, causes the lower border to lead. We proposed the hypothesis that the type of injury sustained by the occupant could be related to door orientation during its intrusion into the passenger compartment. METHOD: Data on door orientation and nearside occupant injuries were collected from 125 side impact crashes reported in the CIREN database. Experimental testing was performed using a pendulum carrying a frame and a vehicle door, impacting against a USDOT SID. The frame allowed the door orientation to be changed. A model was developed in MADYMO (v 6.2) using the more biofidelic dummies, BIOSID, and SIDIIs as well as USDOT SID. RESULTS: In side impact crashes with the lower border of the door leading, 81% of occupants sustained pelvic injury, 42% suffered rib fractures, and the rate of organ injury was 0.84. With the upper border leading, 46% of occupants sustained pelvic injury, 71% sustained rib fracture, and the rate of organ injuries per case increased to 1.13. The differences in the groups with respect to pelvic injury were significant at p = 0.01, rib fracture, p = 0.10, and organ injury, p = 0.001. Experimental testing showed that when the door angle changed from lower to upper border leading, peak T4 acceleration increased by 273% and pelvic acceleration decreased by 44%. The model demonstrated that when the door angle changed from lower to upper border leading, the USDOT SID showed a 29% increase in T4 acceleration and a 57% decrease in pelvic acceleration. The BIOSID dummy demonstrated a 36% increase in T1 acceleration, a 44% increase in abdominal rib 1 deflection, a 91% increase in thoracic rib 1 deflection, and a 33% decrease in pelvic acceleration. CONCLUSIONS: These data add more insight to the problem of mismatch during side impacts, where the bumper of the striking vehicle overrides the door beam, causing the upper part of the door to lead the intrusion into the passenger compartment. Even with the same delta V and intrusion, with the upper border of the door leading, more severe chest and organ injuries resulted. This data suggests that door orientation should be considered when testing subsystems for side impact protection.     

综合管廊电缆火灾窒息灭火试验与数值模拟研究

为研究综合管廊电缆火灾窒息灭火有效性,采用缩尺寸试验与数值模拟方式,研究不同线缆数量、线缆布置间距、线缆分层情况对窒息灭火时间的影响,以及火灾过程中线缆热释放速率、烟气高度、环境温度、CO体积浓度、O₂体积浓度等关键参数的变化,判定最佳防火门关闭时间与电缆火灾窒息灭火时间。研究结果表明：在密闭情况下,线缆数量越多,综合管廊电缆火灾窒息时间越短;对于相同线缆数量,在线缆按一定间距布置情况下,窒息时间更短;对于双层线缆布置,线缆按一定间距布置情况下的窒息时间反而更长;防火门关闭时间t_关为350 s时,可满足人员安全疏散需求;采用窒息灭火方式时,电缆火灾灭火时间t_灭约为1 620 s。研究结果可为地下管廊电缆灭火提供试验方法参考和数据支持。     

基于FDS的综合管廊电缆火灾烟气优化控制模式研究

为给火灾情景下管廊检修人员应急疏散和外部消防救援提供有益指导,采用火灾动力学软件对不同的通风系统（自然通风、机械负压通风和全面机械通风）与防火门、喷淋系统的不同开启状况等12种组合模式下的温度、能见度等参数变化进行分析,探究综合管廊火灾烟气优化控制模式。结果表明:进风系统、排烟系统、喷淋系统以及防火门合理的优化组合模式能够达到有效控制管廊火灾烟气的目的;火灾情景下,自然通风系统不能有效控制火灾烟气的发展,而机械负压通风和全面机械通风系统,如能及时启动喷淋以及关闭防火门,管廊内的烟气便可得到有效的控制。研究结果可为应急条件下人员疏散提供参考。     

电动汽车锂离子电池组火灾数值模拟研究

为了探究电动汽车火灾危险性,利用FDS软件建立锂离子电池火灾模型,并对电动汽车锂离子电池组火灾进行数值模拟研究,分析火灾过程中的热释放速率、烟气、能见度、温度、CO和CO2浓度变化规律。研究结果表明:电动汽车内锂离子电池组火灾发展迅速,其烟气、高温、CO等危害影响车内人员的安全;车辆内部锂离子电池组的数量决定其火灾危险性的大小,大电池容量电动汽车火灾风险较高;当电动大巴车后端电池组发生火灾时,人员后门逃离的安全性系数高于前门;电动汽车火灾可能发生蔓延,增大车辆密集型区域的消防安全难度。该模拟结果可为电动汽车消防提供参考。     

出口角度对防烟空气幕防烟效果影响的数值模拟

利用火灾动力学模拟软件FDS,以四川消防研究所高层实验塔二层为原型,模拟在不同防烟空气幕出口角度情况下高层建筑前室烟气运动情况,获得在其他条件不变情况下,空气幕运行时的最佳出口角度。试验结果表明:空气幕角度为5°及20°时,模拟试验后期烟气基本突破了空气幕蔓延至前室内,而当出口角度为10°和15°时防烟效果较好,且15°时防烟效果优于10°,故推荐空气幕运行时的最佳出口角度为15°。