超长多列车地铁隧道移动火灾新型区域耦合通风系统(RCVS)的优化设计与性能研究

本文创新性提出区域耦合通风系统(RCVS)，通过隧道通风风机(TVFs)和隧道互联风机(TIFs)实现双向隧道联动，将多列车运行隔离为独立通风区域。采用动态网格CFD模型结合1:16缩尺实验验证，证明系统能在153秒内建立安全疏散环境，控制烟雾回灌距离≤400米，为复杂地质条件下的超长隧道火灾防控提供突破性解决方案。

　　

Highlight

本研究针对超长多列车隧道火灾中活塞风加剧烟雾扩散的难题，提出革命性的区域耦合通风系统(RCVS)。通过双向隧道联动和动态分区技术，突破传统竖井通风(SLVS)和半横向通风(STVS)的地理限制。

Uncertainty and error analysis

为确保实验数据可靠性，采用复合不确定度分析：测量重复性不确定度μ_A通过贝塞尔公式计算，仪器精度不确定度μ_B依据设备标定参数，总不确定度μ=μ_A+μ_B。该分析方法为后续CFD验证提供数据质量保障。

Evaluation of smoke back-layering flow

多列车追踪工况下，尾部车厢火灾被确认为最危险场景。研究发现：活塞风使烟雾在7.3秒内完全淹没列车，而传统通风系统因通信延迟导致后列车紧急制动产生的逆向气流，会加速烟雾前涌威胁前车乘客。

Conclusions

(1) RCVS在71 m³/s风量和1069 Pa压力下，能将烟雾回灌限制在400米内；(2) 创新开发的通风参数-疏散时间预测模型，为系统优化设计提供量化工具；(3) 非火灾隧道排烟模式可保障乘客安全，验证了系统在跨海越山隧道中的独特优势。