Modelování požáru v železničním tunelu

Abstract

Diplomová práce se zaměřuje na problematiku požární bezpečnosti v železničních tunelech. Úvodní část práce se věnuje shrnutí současného stavu vědění. Jsou detailně popsány různé aspekty tunelových objektů, včetně železničních tunelů a konstrukce tunelů. Část práce se dále věnuje chování požáru v tunelech, zahrnující historické případy požárů v železničních tunelech, požáry vlakových vozidel a velkorozměrové požární zkoušky vagonů. Práce také zkoumá rychlost uvolňování tepla vlakových souprav a analyzuje pyrolýzu a spalovací charakteristiky vlakových materiálů. V další části jsou prezentovány modely požáru v železničních tunelech, včetně zjednodušených výpočtových modelů a pokročilých výpočetních postupů. V druhé části práce je prezentován příklad aplikace numerického modelu pro řešení požáru v železničním tunelu Nová Dubeč. Tunel je modelován programem Fire Dynamic Simulator. Pro model zmenšeného měřítka je provedena studie citlivosti výsledků na změnu počáteční teploty v tunelu, velikosti buněk a zdroje požáru. V numerické simulaci je analyzováno chování požáru v tunelu, pokles neutrální roviny kouře, teploty plynu a teploty ostění tunelu. Z výsledků simulace jsou vyvozeny závěry pro bezpečnou evakuaci osob z tunelu.

The diploma thesis focuses on the issue of fire safety in railway tunnels. The introductory part summarizes the current state of knowledge. Various aspects of tunnel structures, including railway tunnels and tunnel construction, are described in detail. The thesis further addresses fire behavior in tunnels, including historical cases of fires in railway tunnels, fires in rail vehicles, and large-scale fire tests of train carriages. It also examines the heat release rate of train compositions and analyzes the pyrolysis and combustion characteristics of train materials. The following section presents fire models in railway tunnels, including simplified computational models and advanced numerical approaches. The second part of the thesis presents a case study of the application of a numerical model for addressing a fire in the Nová Dubeč railway tunnel. The tunnel is modeled using the Fire Dynamics Simulator (FDS). A sensitivity study is conducted for the scaled-down model, analyzing the impact of changes in the initial temperature in the tunnel, cell size, and fire source on the results. The numerical simulation analyzes fire behavior in the tunnel, the descent of the neutral plane of smoke, gas temperatures, and the temperatures of the tunnel lining. Conclusions are drawn from the simulation results to ensure the safe evacuation of people from the tunnel.