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近年来,随着经济和科技的迅速发展,公路隧道数量和里程都有着显著增长。在公路隧道建设取得瞩目成就的同时,也因各种因素发生隧道火灾事故,尤其是长大公路隧道一旦发生火灾,后果严重。因此,长大公路隧道的防火排烟措施日显重要。为解决长大公路隧道火灾排烟问题,在隧道防排烟工程中提出了利用隧道顶部富余空间设置独立排烟道的集中排烟系统。针对集中排烟方式,前人对排烟阀的布置形式,火源在不同位置时排烟风机的风量分配以及排烟阀不同间距时隧道内和排烟阀处的烟气温度、气流速度、压差大小、CO2质量流量、排烟效率等方面研究较少。故有必要研究这些因素对隧道排烟效果的影响,以为长大公路隧道火灾集中排烟系统的设计提供一定的参考和依据。本文以浙江省苍岭隧道的通风排烟设计为依托,利用FDS(Fire Dynamics Simulator,火灾动态模拟)软件建立相应的隧道几何模型并进行数值模拟,其研究工况及结果如下:(1)设置排烟阀一侧布置、中间布置、两侧布置三种形式。针对每种布置形式对隧道内的烟气蔓延,人眼特征高度层的温度、CO浓度、能见度,隔板高度层的温度,拱顶高度层的温度进行数值模拟并分析。结果表明:两侧布置形式在烟气蔓延、人眼特征高度层的CO浓度和能见度方面有更好的改善效果,同时在增大火源功率后仍满足要求。(2)火源位于排烟阀设置段不同位置时,研究排烟道两端排烟风机的不同风量分配比对排烟效果的影响。结果表明:火源位于排烟阀设置段中部时,上下游的排烟阀属于双向对称开启,此时应采取均衡排烟模式;火源位于排烟阀设置段1/3处时,上下游的排烟阀属于不对称开启,开启数量比为1:2,此时应采取非均衡排烟模式,上下游排烟风量分配比在2:13:1之间的排烟效果较好。(3)在隧道排烟阀25m间距基础上增大和缩小排烟阀间距,研究隧道排烟阀处的烟气温度、气流速度、压差大小、排出的CO2质量以及排烟效率。结果表明:排烟阀间距不同,决定了各排烟阀距离火源和排烟风机的远近不同,从而影响各排烟阀的排烟效率。间距增大至30m,总排烟效率下降,个别排烟阀处于吸空状态;间距缩小至20m,总排烟效率提高,但效率提高不大,故排烟阀间距在20m25m之间较好。(4)对单向行车隧道和双向行车隧道在集中排烟模式上的区别以及与相同工况下纵向排烟模式进行对比研究。结果表明:集中排烟模式相比纵向排烟模式优势明显,同时在集中排烟系统设置合理的前提下,对于双向行车隧道发生火灾时也能在先疏散人群后再开启射流风机集中向火源处送风来解决排烟问题。(5)最后搭建隧道缩尺模型进行实验,验证了FDS软件进行数值模拟的可靠性。