[发明专利]一种用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法

权利要求书

1.一种用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过理论分析确定水幕挡烟隔热效果有效指标和隧道安全疏散有效指标；

S2：根据选择的所述水幕挡烟隔热效果有效指标和所述隧道安全疏散有效指标确定隧道模型的尺寸、火灾场景、水幕的基础设定参数；

S3：在几何模型中通过数值模拟，获得开启水幕前后的所述隧道安全疏散有效指标的数值，根据所述隧道安全疏散有效指标的数值计算出所述水幕挡烟隔热效果有效指标；

S4：以所述水幕挡烟隔热效果有效指标中的喷水强度和动量比为变量，在所述几何模型中进行数值模拟，分析所述喷水强度和所述动量比对水幕挡烟隔热效果的影响；

S5：根据上述分析结果建立水幕挡烟隔热效果评估体系。

2.根据权利要求1所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于：所述步骤S1中的所述隧道安全疏散有效指标包括水幕挡下烟气质量m_i、穿过水幕烟气质量m_j、烟气总质量m_p、水幕启动前隧道辐射热通量E₀、水幕启动后隧道辐射热通量E₁、烟气密度ρ_s、烟气体积V_s、烟气入口面积A_s、水幕喷射角度θ、水幕入口面积A_j、水的密度ρ_j和水幕流下的水的体积V_j。

3.根据权利要求2所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于：所述步骤S1中的所述水幕挡烟隔热效果有效指标包括挡烟效率η、隔热效率λ、所述喷水强度Q和所述动量比R。

4.根据权利要求3所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于，所述步骤S3中所述水幕挡烟隔热效果有效指标中的所述挡烟效率η的计算公式为：

5.根据权利要求3所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于，所述步骤S3中所述水幕挡烟隔热效果有效指标中的所述隔热效率λ的计算公式如下：

6.根据权利要求3所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于，所述步骤S3中所述水幕挡烟隔热效果有效指标中的所述动量比R的计算公式如下：

7.根据权利要求3所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据所述步骤S3中数值模拟的结果，以所述挡烟效率η和所述隔热效率λ为评估指标，选取所述挡烟效率η为30-50％和隔热效率λ为90％以上时的所述喷水强度Q和动力比R，以确定最佳喷水强度范围和最佳动力比范围。

8.根据权利要求7所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于：所述步骤S5中，根据所述步骤S4中确定的所述最佳喷水强度范围和所述最佳动力比范围确定水幕安全评估指标，以建立水幕多指标评估体系。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于：所述步骤S2中的所述隧道模型包括单向双车道隧道(1)，其尺寸的宽×高为9m×(4-5)m，所述单向双车道隧道(1)的断面尺寸均相同；所述步骤S2中的所述火灾场景中火源的功率为5～15MW，所述火源的尺寸长×宽×高为5m×2m×(0.1-0.3)m，所述火源位于所述单向双车道隧道(1)的中心线上。

10.根据权利要求9所述的用于隧道火灾水幕挡烟隔热效果的评估方法，其特征在于：所述步骤S2中的所述隧道模型还包括支路隧道(2)，所述支路隧道(2)一端与所述单向双车道隧道(1)连接，且所述支路隧道(2)与所述单向双车道隧道(1)垂直；所述步骤S2中的水幕包括多个水幕喷头(3)，多个所述水幕喷头(3)均匀布置所述支路隧道(2)与所述单向双车道隧道(1)连通的一端的顶部，所述水幕喷头(3)的喷射角度为45-75°、喷水强度为1.5-2.5L/(s·m)以及启动时间为140-150s。