城市地铁的建设是交通问题发展到一定阶段的必然产物，舒适快捷，换乘方便且载客量大的城市轨道交通是解决城市交通问题、改善交通环境、提升城市功能、促进社会经济发展最有效途径。随着城市轨道交通由线到网的发展，换乘站不断的涌现。换乘站是线网构架中各条线路〔两线或多线)的交叉点，乘客通过换乘站及其专用通道设施，达到换乘的目的。

在地铁建设与运营管理中，地铁火灾是不容忽视的问题。由于客流量大，人员集中，一旦发生火灾，极易造成群死群伤的灾难性后果，引发社会不稳定，并引起国际社会的震撼。典型案例如2003年2月18日韩国大邱市重大地铁火灾事故和1995年10月28日夜的阿塞拜疆首都巴库电动机车电路故障引发的恶性地铁火灾。

地铁火灾发生频繁、危害较大，自从第一条地铁建成，对地铁火灾的研究一直没停止过。由于相对封闭的特点，地铁中发生火灾将比地面建筑物中发生火灾更具有危险性。地铁火灾有温度上升快且峰值高、浓烟积聚不易散开、人员疏散难度大、扑救困难等特点^[1]。根据有关研究和火灾调查分析，火灾伤亡中以烟气中毒窒息伤亡为主，真正在火灾中烧死的人员比例非常低，因此对换乘站火灾烟气研究更是重要^[2]。

地铁火灾国内外烟气研究现状

世界各国研究地铁通风和火灾的方法主要有实测实验、模型实验和数值模拟研究^[3]。实测实验是通过对地铁系统中的通风量、风速和空气温、湿度来确定地铁的环控效果及火灾时的通风排烟效果，这是最直接的方法，在研究早期得到了广泛运用。模型实验是对真实地铁进行简化，并按一定比例缩小的模拟实验。数值模拟研究是主要研究地铁内不稳定气体动力学和热动力学，利用流体力学、热力学和传热学的基本方程，建立数学模型，用计算机对地铁内环境进行动态模拟。由于实体尺寸的地铁系统火灾实验费用高、难度大，且适用性较差，随着计算机技术的发展。数值模拟以其成本低、速度快、资料完备、具有模拟真实条件和理想条件的能力的优点在此领域得到广泛的应用。

数值模拟火灾烟气流动方法有网络模拟、区域模拟和场模拟等。其中场模拟是利用计算机求解火灾过程中状态参数(如速度、温度、各组分浓度等〕的空间分布及其随时间变化的模拟方式^[4]。20世纪60年代以来，随着计算机硬件、网络技术、计算方法和后处理技术的迅猛发展，计算流体力学的内容也迅速丰富，到了90年代，即使在单机上也能进行较大规模的数值计算。随着地铁建设的大量开展，CFD被应用到地铁车站内流场的三维模拟之中。目前流行的大型通用CFD软件主要有 Fluent, CFX, Star-CD, FLOW3D等。

国外火灾烟气研究现状

在国外很早就开始了地铁火灾的研究，其内容多围绕不同类型的车站、不同火灾规模、不同的防排烟系统对烟气流动特性的影响进行分析，并根据火灾时安全评判条件，来评价车站的防排烟系统。国外的专家与学者利用计算机软件模拟技术，对地铁车站防排烟做了很多研究工作。

雅典的CASTRO通过对雅典地铁中的两种类型的地铁车站内发生火灾时烟气运动进行CFD模拟，以烟气浓度和温度作为判断安全条件的标准，得出车站火灾时不同部位，如站台、楼梯和站厅所需的安全疏散时间，以及达到危害人体临界条件时的火灾功率^[5]。