[实用新型]一种匝道方向可变的交汇隧道通风排烟试验模拟装置

说明书

本实用新型涉及一种匝道方向可变的交汇隧道通风排烟试验模拟装置，模拟装置包括火源装置、隧道环境测量装置、通风排烟装置、烟气运动观测装置，可变的交汇隧道包括一个主隧道和一个分支环路隧道，通过方向可变的匝道进行连接，在该装置中设有人员疏散门以及模拟隧道汽车火灾的火源装置；主隧道内设有轴流风机和射流风机，沿主隧道长度方向的外壁上设有观察窗；分支环路隧道内设有射流风机，沿分支环路隧道长度方向的外壁上设有观察窗；主隧道与分支环路隧道的连接匝道可根据试验需求调整转弯方向，技术效果是能够模拟交汇隧道烟气运动特性和通风排烟效果，为类似隧道火灾烟气运动规律和防排烟系统设计提供试验研究平台。

技术领域

本实用新型涉及城市交通隧道消防安全领域，具体涉及一种匝道方向可变的交汇隧道通风排烟试验装置。

背景技术

随着我国社会经济的发展，城市建设与土地资源短缺的矛盾越来越明显，开发利用地下空间将是城市化可持续发展的必经之路，我国对城市地下空间的开发利用已进入了快速发展阶段。近年来，为了将城市地下空间各个不同区域联系起来，出现了连接多个区域的城市交通隧道或地下环路，因此存在不同隧道线路的交叉口，与传统常规单线隧道存在明显差异。近年来我国各地区已修建了多个该类交通隧道，如北京奥林匹克公园、CBD核心区等地下环形隧道，天津开发区现代服务产业区地下环形隧道，武汉CBD核心区地下交通环廊等。

这些新型的城市交通隧道除具备一般城市交通隧道的特点外，还具有交通线路复杂、火灾时不同区域间相互影响等特点，另外由于道路结构复杂，其烟气蔓延规律与普通城市交通隧道有较大差异，给消防设计也带来了困难。现有的城市交通隧道烟气控制技术和研究存在以下缺陷：（1）没有针对分支环路隧道通过匝道和主隧道互通的城市交通隧道烟气蔓延规律和烟气控制方案研究的试验装置。国内外学者对常规的线性隧道进行了大量的研究，近年来一些学者对单一环形的地下联系隧道开展了部分研究，但也主要集中在数值模拟和理论分析方面，如李磊等人分析了地下环路不同火灾工况下的纵向排烟设计方法，提出了相关解决方案和技术措施；华高英等人分析了城市地下交通联系隧道的特点，并对烟气控制方案中有待解决的几个关键问题进行了阐述，并利用数值模拟方法，对该隧道几种典型火灾场景下的烟气控制方案进行了比较分析；姜学鹏等人利用数值模拟计算分析了竖井在隧道排烟中的作用，考虑了火灾时排烟的有效性，确定了排烟竖井的位置和尺寸；仅余后从等人利用1:10的小尺寸模型实验研究了Y行城市地下交通联系隧道不同排烟方式下的排烟效果，李乐对某城市环形隧道进行了实体实验，验证了该隧道的排烟方案，未对通风排烟模型进行研究，唐飞等人设计了一种城市交通联系隧道的试验装置，但该装置主要针对一般环形的城市交通隧道，与采用出入口匝道连接主隧道和分支环路隧道的城市交通隧道存在较大差异。（2）现有研究缺乏分支环路隧道的出入口匝道对整体隧道的通风临界风速的研究。分支环路隧道与主隧道连接的出入口匝道对主隧道的通风风速有较大影响，在匝道处，隧道内的气流存在分流和交汇的情况，导致隧道内的气流与普通隧道存在差异，需要设计相应的装置对其进行研究，保障隧道内通风排烟设计的合理性。（3）当分支环路隧道与主隧道的纵向通风方向不一致时，可能导致烟气在主隧道和分支环路隧道内循环运动。采用纵向通风排烟的隧道，其通风排烟方向一般与隧道内车行方向一致，火灾时烟气从起火点以单一方向从下游出口排出隧道，当因功能需要，分支环路隧道与主隧道的车行方向不一致而导致其通风排烟方向不一致时，烟气难以以单一方向从下游出口排出隧道，对隧道内消防安全带来重大危害，其通风排烟策略和设计有待开展深入研究。综上所述，需要建立一种试验装置对设有分支环路隧道交汇出入口的城市交通隧道进行细致分析和研究。

发明内容