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研究生:朱建璋
研究生(外文):JHU, JIAN-JHANG
論文名稱:捷運地下車站列車火災模擬與避難分析
論文名稱(外文):A Study on Metro Train Fire Simulation and Safe Egress in an Underground Station
指導教授:蔡尤溪蔡尤溪引用關係
指導教授(外文):CHUAH, YEW-KHOY
口試委員:楊安石蘇水波蔡尤溪
口試委員(外文):YANG, AN-SHIKSHU, SHUI-BOCHUAH, YEW-KHOY
口試日期:2021-01-16
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:能源與冷凍空調工程系
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2021
畢業學年度:109
語文別:中文
論文頁數:125
中文關鍵詞:捷運地下車站排煙系統安全避難FDSPathfinder
外文關鍵詞:Mass transit underground stationsmoke exhaustsafety evacuationFDSPathfinder
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本論文針對地下捷運列車行駛過程中,車內遭受人為縱火或其他如行李箱起火等事故之火災,模擬火災的煙霧竄流以及高溫空氣的擴散,對車內人員的安全避難進行研究。本文也分析發生火災事故時,列車內人員的避難限制與列車停靠車站後,人員避難逃生之安全性分析。本文採用台北地區大眾捷運系統地下車站,及列車實際量體尺寸進行模型,並假設合理的火災情境來模擬實際發生火災事故。本研究利用FDS火災動態模擬軟體以及Pathfinder人流模擬軟體作為分析工具,FDS主要功能是模擬各種火源形態下的起火,觀察煙層流動現象及對維生環境的影響;Pathfinder主要功能是模擬火災時人員的移動疏散,將兩者的模擬結果同時比對分析安全避難,便能針對煙霧竄流的軌跡,並與人員疏散速度進行安全避難策略分析。本研究建立多個車內火災情境,模擬結果發現車內發生火災後,煙霧會在車內迅速蔓延,捷運列車行駛到了車站前人員只能往非起火車廂避難。本研究採用NFPA 130的維生條件來分析不同情境的安全避難,研究發現當車內發生火災,全員避難時間大於煙霧擴散的時間不足於使所有人員可安全逃生。本研究結果可作為列車是否應採取車內人員在列車停在隧道內,讓人員下車避難,或列車行駛停靠月台的避難限制條件。本研究結果也呈現列車停靠後人員避難至安全區之影響因素,與起火位置對逃生避難的影響。
The thesis is on car fire of underground mass transit. Fire either caused by arsonist fire or due to ignited baggage. This study simulated the spread of hot smoke and the effects to the safe evacuation of personnel in the mass transit cars. The limitation to the personnel safe egress after the cars moved to the station was also discussed. The dimensions of the cars in the simulation model is based on the Taipei Mass Rapid Transit System. Fire scenarios was set to simulate the actual fire incidents. This study applied FDS (Fire Dynamic Simulation) and Pathfinder pedestrian flow simulation software in the analysis. FDS was used to simulate the fire, Pathfinder was used to simulate the personnel egress. Comparison was conducted on time scale if the tenability conditions can impede safe evacuation based on the spread of smoke and the egress of personnel in the cars. This study established cases of fire scenarios in the cars. Personnel in the cars can only move to cars not on fire before the train has reached the platform of a near station. This study applied the tenability conditions in the NFPA 130 to evaluate safe egress for several fire scenarios. It was found that smoke spread very quickly after the fire the safe egress time is larger than the speed of smoke spread. Therefore, there would be sufficient time for all personnel to egress to the platform. The results obtained can be used as a reference if the train should stop after fire so to allow escape in the tunnel. The limitation of safe egress at the platform can be discussed using the results of this study. Moreover, some factors of safe egress have been discussed with reference to the fire site.
摘 要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 章節架構 3
1.3 文獻回顧 4
1.4 研究內容與步驟 6
第二章 研究方法 8
2.1 火災發展過程 8
2.2 火源設計 10
2.3 火災規模討論 13
2.3.1 列車起火 13
2.3.2 乘客行李起火 14
2.3.3 相關行李起火研究 15
2.4 避難行為之研究 17
2.5 避難逃生與可維生條件 20
第三章 捷運系統分析 22
3.1 捷運地下車站量體介紹 22
3.2 捷運列車介紹 23
3.3 捷運列車在地下隧道中行駛的時間 25
3.4 火災發生時的煙控模式 27
3.5 緊急疏散相關規範 29
第四章 理論模式與數值方法 31
4.1 FDS火災動態模擬軟體 31
4.2 FDS統御方程式 33
4.3 Pathfinder避難逃生模擬軟體 35
4.3.1 幾何模型 35
4.3.2 行為與目標 37
4.3.3 路徑 37
4.4 SFPE與Steering 40
4.4.1 SFPE模式 40
4.4.2 Steering模式 42
第五章 模型建置與參數設定 43
5.1 幾何模型與邊界條件 43
5.1.1 FDS模型 43
5.1.2 Pathfinder模型 46
5.1.3 FDS+Pathfinder模型 47
5.2 模擬條件設定 49
5.3 格點建立分析 53
5.4 列車人員組成 55
第六章 結果分析與探討 56
6.1 起火位置對可維生環境之影響 57
6.1.1 Case 1單層車站第六車廂起火FDS模擬結果 59
6.1.2 Case 2單層車站第三車廂起火FDS模擬結果 66
6.1.3 Case 3多層車站第六車廂起火FDS模擬結果 73
6.1.4 Case 4多層車站第三車廂起火FDS模擬結果 81
6.1.5 章節小結 89
6.2 人員疏散時間影響因素 91
6.2.1 Case 5單層車站車內人員疏散Pathfinder模擬結果 91
6.2.2 Case 6多層車站車內人員疏散Pathfinder模擬結果 96
6.2.3 章節小結 104
6.3 車廂火災人員逃生綜合驗證分析 105
6.3.1 Case 7單層車站車廂火災人員逃生驗證結果 105
6.3.2 Case 8單層車站車廂火災人員逃生驗證結果 109
6.3.3 Case 9多層車站車廂火災人員逃生驗證結果 112
6.3.4 Case 10多層車站車廂火災人員逃生驗證結果 116
6.3.5 章節小結 120
第七章 結論與建議 121
7.1 結論 121
7.2 未來研究與建議 122
參考文獻 123

【1】NFPA 130 Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems,2017.
【2】臺北都會區大眾捷運系統消防設計準則,2018年12月。
【3】內政部消防署,「各類場所消防安全設備設置標準」,2018。
【4】黃柏瀚,「捷運隧道連絡通道間距與安全避難人流之模擬分析」,國立台北科技大學,碩士論文,2020。
【5】Daniel, Subway Station Passenger Movement using Pathfinder,2017.
https://www.thunderheadeng.com/2017/03/subway-station-using-pathfinder/
【6】Daniel, Comparing NFPA 130, SFPE and Pathfinder,2017.
https://www.thunderheadeng.com/2016/03/pathfinder-nfpa-130/
【7】Andrew, A Comparative Study of Fire Safety Provisions Effecting Evacuation Safety In A Metro Tunnel, FEMTC,2016.
【8】Li, Numerical simulation of evacuation in a subway station,2016.
【9】黃國倫,「地下列車行進時失火之煙控模擬分析」,中興工程季刊第104期P13-22,2009。
【10】林啟基,「交通隧道環控及防煙系統之影響參數研究」,國立台北科技大學機電科技研究所,博士論文,2007年。
【11】陳昱勳,「隧道列車火災之模擬研究」,國立台北科技大學,碩士論文,2004。
【12】張文嘉,「排煙系統對捷運公館地下站煙流之影響」,國立臺灣大學,碩士論文,2001。
【13】陳榮進,「新型捷運車站性能式煙控與避難系統設計分析」,國立中山大學,碩士論文,2000。
【14】SFPE Handbook of Fire Protection Engineering (p.1159),2002.
【15】Klote, J.H. and J.A.Milke, Principle of Smoke Management Systems, ASHRAE and SFPE,2002.
【16】Principles of smoke management (p.33),2002
【17】NFPA 92 Standard for Smoke Control Systems (p.55),2015.
【18】鍾宏杰,「鐵路列車行駛於隧道段之縱火境況火害分析研究-以高雄鐵路地下化區段為例」,中央警察大學,碩士論文,2015。
【19】臺北都會區大眾捷運系統規劃手冊第三冊.系統設施需求,臺北市政府捷運工程局,2019。
【20】黃進興,「高齡者水平逃生速度之研究-以台北市立安養機構高齡者為例」,國立臺灣科技大學,碩士論文,2002。
【21】SFPE Handbook of fire protection Engineers 3ed Edition,2002.
【22】NIST Special Publication 1017-1, User`s Guide for Smokeview (Version 5) A Tool for Visualizing Fire Dynamics Simulation Data, National Institute of Standards and Technology, 2010.
【23】Pathfinder Technical Reference,THUNDERHEAD ENGINEERING官網,2018。
【24】Fire Dynamics Simulator with Evacuation: FDS+Evac User`s Guide Version 6,2019。
【25】BRE Fire Conference 2015 -Why do design fires matter.pptx
【26】林世庸,「地下場站人員安全避難時間檢核分析與比較」,中央警察大學,碩士論文,2015。
【27】陳發林、簡賢文、闕河淵,「捷運地下車站火災時人員安全避難容許時間之探討與分析模式發展」,財團法人中興工程顧問社,2001。
【28】曾偉文、簡賢文,「指標性場所緊急事故應變程序-以車站共構空間為例」,台北市政府研究計畫,2009。
【29】臺灣世曦工程顧問股份有限公司,「高雄鐵路地下化延伸鳳山計畫」-鳳山站特種建築物防災計畫書-鳳山站CFD 輸入資料及分析報告,2014。
【30】臺北都會區大眾捷運系統規劃手冊第四冊.固定設施需求,臺北市政府捷運工程局,2019。
【31】臺北都會區大眾捷運系統規劃手冊.消防設計準則,臺北市政府捷運工程局,2018。
【32】Mary Sheehan、Sarah Ward,“ CRL STATION PLATFORM BAGGAGE FIRE SIZE”,2018.
【33】Gunnar Heskestad (1984) Engineering relations for fire plumes. Fire Safety Journal. vol.7 pp.25-32
【34】陳昱勳,蔡尤溪,「捷運隧道內列車火災安全之模擬研究」,能源與冷凍空調學術暨建築物能源管理技術研討會論文集,2004。
【35】蘇水波、蔡尤溪,「鐵路地下化隧道通風整合案例探討」,第七屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會論文集,2008。
【36】Yunlong Liu,Sean Cassady et al.,2014,“ Smoke management in Subway Stations Due to Train Arson Fire Scenario”, Proceeding from Sixth International Symposium on Tunnel Safety and Security, Marseille, France, March 12-14.
【37】Adrian Milford, Keith Calder.et.al,2014,“Computational Study of Tunnel Ventilation Effects on Fire Development in Rapid Transit Vehicles”, Proceeding from Sixth International Symposium on Tunnel Safety and Security, Marseille, France, March 12-14.
【38】Na Meng, Longhua Hu et al.,2014, “Numerical Study on the Optimization of Smoke Ventilation Mode at the Conjunction Area between Tunnel Track and Platform in Emergency of a Train Fire at Subway Station”, Tunnelling and Underground Space Technology 40 ,p151–159.
【39】Jun-min Chen, Xiao-lin Yao, Shao-ping Li,2013, “Study on the Influence of Ventilation Condition on the Heat Release Rate of the CRH Passenger Rail Car”, Procedia Engineering 62, p1050.


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