捷运车辆火灾发展中引火源特性的计算分析

摘要:本研究利用火灾动力学模拟器(FDS),评估了隧道通风条件下捷运车辆的火源特性(包括初始火灾的大小和位置)对火势蔓延的影响。通过对运输车辆上选定的材料进行锥形量热仪试验,得到材料的输人参数,从而实现了规定的燃烧速率方法。考虑到建模方法的局限性,预计该模型会在一定程度上对材料在火灾初期阶段的着火情况以及随后火焰在相对较低辐射热暴露区域的蔓延情况进行过度预测。研究评估了 25 千瓦到 350 千瓦的四种初始火灾尺寸,这四种尺寸代表了一系列可能的材料,这些材料可以在捷运车内采用并随后引燃。然后,在一个典型的捷运车内部使用四辆互相连通的开放式过道轿厢,评估了三个起火部位。研究假定列车门沿列车过道一侧开启,并考虑隧道风速从 0 到 3 米/秒。

模型预测表明,在不考虑隧道诱导风速的情况下,所有四个火源的火势蔓延都局限于事故车厢的部分区域。一个起火部位(座位顶部)在所有火源大小和隧道通风条件下并未造成任何明显的火灾蔓延。对于其他的起火部位,较大的火源与较低隧道风速下的火灾发展密切相关。在隧道风速提高到 2~3 米/秒时,模型生成对热释放速率(HRR)峰值的预测是相对独立于引火源的,尽管预测到峰值热释放速率的时间随火源规模的增大而减小。

鉴于分析方法给出的火灾发展与预知的早期火灾蔓延预测结果偏大的情况,模型结果支持以下结论:基于本研究中涉及的车辆运载材料种类和列车配置情况,点火源必须足够大,才会造成严重火灾的重大风险。评估捷运车内大型火源的可能性,将有助于量化风险并评估特定车辆和系统的适当设计参数。

关键词:捷运车辆、火灾发展、初始火灾、热释放速率,隧道通风

作者:Adrian Milford,Peter Senez, Keith Calder 和Andrew Coles,Sereca 消防咨询有限公司,加拿大

国际车辆火灾技术文献摘要汇编(2010—2016),6.2.3