一种地铁地下车站防烟分区自动划分方法与流程

本发明涉及地铁建筑空调、通风和建筑消防设计领域，尤其涉及一种地铁地下车站防烟分区自动划分方法。

背景技术：

1、随着我国现代化基础设施建设的发展，地铁站设计项目日益增多。地铁地下车站作为一种地下公共建筑，具有客流密度高、客流大、车站公共空间小等特点，因此地铁站的防排烟系统设计要求也较其他民用建筑更加严格。而既有的方法，如《一种建筑自动划分防烟分区的方法》，提出的防烟分区自动划分方法仅适用于普通民用建筑，而不能满足《地铁设计防火标准》中对地铁建筑地下车站的要求。防烟分区划分是设计防排烟系统的关键步骤，其分区结果会影响后续排烟量计算，排烟、补风系统划分以及布管。目前，暂无针对地铁建筑地下车站防烟分区自动划分算法，设计师需要手动识别建筑防火分区、测量房间面积、距离，手动进行防烟分区划分。该过程繁琐、耗时且重复度高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种地铁地下车站防烟分区自动划分方法，针对地铁地下车站的特殊防排烟要求，自动划分防烟分区，为后续防烟系统、通风系统设计提供输入条件。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种地铁地下车站防烟分区自动划分方法，其包括以下步骤：

4、s1，同防火分区内房间划分：根据地下车站建筑空间信息以及防火分区信息，将同一防火分区内的房间分为一组；

5、s2，排烟房间自动提取：根据gb 51298《地铁设计防火标准》对每组房间进行排烟房间筛查，即对同一防火分区内各组房间进行功能、几何判断，筛选出需要进行排烟的房间信息；

6、s3，防烟分区拆分：对筛选后需要进行排烟的房间信息进行进一步几何判断，拆分出具体防烟分区。

7、进一步的，步骤s1的具体方法为：根据建筑防火分区信息，将同一防火分区内的房间信息归为一组z{z1,z2,…,zn}，房间信息具体包括房间功能f、房间底面坐标点集合p{p1,p2,…,pn}、房间内柱子中心点坐标点集c{c1,c2,…,cn}以及穿楼板的自动扶梯及楼梯位置坐标点集合e{e1,e2,…,en}；以便对每一组z分别进行防烟分区划分。

8、进一步的，步骤s2中根据gb 51298《地铁设计防火标准》对每组房间进行排烟房间筛查，具体为：

9、若房间功能f∈{站厅层公共区}，则需要排烟，执行步骤s3；

10、若房间功能f∈{站台层公共区}，则需要排烟，执行步骤s3；

11、若房间功能f∈{通风机房、空调机房、冷冻机房、环控机房}，进一步根据房间底面坐标点集合p计算房间面积，若房间面积>200m2，则需要排烟，执行步骤s3；

12、若房间功能f为有效设备管理房间，进一步计算该防火分区组内所有有效设备管理房间总面积，若总房间面积>200m2，则需要排烟，执行步骤s3；

13、特别的，“有效设备管理房间”指地铁地下车站设备管理区内除内走道、通风、空调、冷冻机房、消防泵房、污水泵房、蓄电池室、卫生间、盥洗室、茶水室、清扫室、气瓶室、储藏室、折返线维修室、通信和信号机房及其电源室、变电所及其控制室、综合监控设备室、环控电控室、站台屏蔽门设备室、电池室和主变电所等之外的房间。

14、若房间功能f∈{设备管理区内走道}，进一步根据房间底面坐标点集合p计算内走道距离公共区最远端距离l1，若l1>20m，则需要排烟，执行步骤s3；

15、若房间功能f∈{换乘通道、连接通道、出入口通道}，进一步根据房间底面坐标点集合p计算通道长度l2，若l2>60m，则需要排烟，执行步骤s3。

16、进一步的，步骤s3针对不同功能需要排烟的房间执行不同分防烟分区自动拆分方法，具体方法如下：

17、若房间功能f∈{站厅层公共区}，进一步根据房间底面坐标点集合p计算房间面积，若房间面积>2000m2，则执行步骤s31站厅公共区防烟分区拆分算法，若房间面积<2000m2，则直接生成一个站厅公共区防烟分区；

18、若房间功能f∈{站台层公共区}，则直接生成一个站台公共区防烟分区；

19、若房间功能f∈{通风机房、空调机房、冷冻机房、环控机房}，进一步根据房间面积进行判断，若房间面积>750m2，则执行步骤s32机房防烟分区拆分算法，若200 m2<房间面积≤750m2，则直接生成一个机房防烟分区；

20、若房间功能f为有效设备管理房间，进一步根据房间面积进行判断，若房间面积>750m2，则执行步骤s33有效设备管理用房防烟分区拆分算法，若200 m2<房间面积≤750m2，则直接生成一个有效设备管理用房防烟分区；

21、若房间功能f∈{设备管理区内走道}，进一步根据房间底面坐标点集合p计算内走道面积，若内走道面积>750 m2，则执行步骤s34内走廊防烟分区拆分算法，若内走道面积≤750m2，则直接生成一个设备管理区内走道防烟分区；

22、若房间功能f∈{换乘通道、连接通道、出入口通道}，进一步根据房间底面坐标点集合p计算通道面积，若通道面积>2000 m2，则执行步骤s35通道防烟分区拆分算法，若通道面积≤2000m2，则直接生成一个通道防烟分区。

23、进一步的，步骤s3中对不同类型房间执行不同拆分方法，具体步骤如下：

24、（1）步骤s31，对站厅公共区防烟分区拆分，具体算法：

25、s31-1，计算拆分后防烟分区数n1= é站厅公共区总面积/2000ù，é ù表示向上取整；

26、s31-2，做垂直于站厅层公共区最长边的n1等分线；

27、s31-3，在等分线2m范围内寻找距离等分线最近的穿楼板的自动扶梯及楼梯与站台层交界线；若没找到，则将等分线作为初步防烟分区分界线；若找到1条距离最近交界线则并将其设置为初步防烟分区分界线；若出现两条距离最近的交界线，则分别计算分割后的防烟分区面积方差，取方差小的交界线作为初步防烟分区分界线；

28、s31-4，检查初步防烟分区边界线围成的防烟分区面积是否≤2000m2；如果是，则直接返回站厅层防烟分区；否则，从面积最大的防烟分区开始做分界线调整，将分界线向面积减小的方向移动d1，d1=（防烟分区面积-2000）/防烟分区边界线长度，直至所有站厅公共区防烟分区面积均小于2000 m2。

29、（2）步骤s32机房防烟分区拆分算法具体为：

30、s32-1，计算拆分后防烟分区数n2 =é机房总面积/750ù；

31、s32-2，做机房与排风风道平行方向最长边的n2等分线；

32、s32-3，寻找（n2-1）条距离等分线最近的柱子平行线并将其设置为初步防烟分区分界线;若出现两条距离最近的柱子平行线，则分别计算分割后的防烟分区面积方差，取方差小的柱子平行线作为初步防烟分区分界线；

33、s32-4，检查初步防烟分区边界线围成的防烟分区面积是否≤750m2，是则直接返回机房防烟分区，否则从面积最大的防烟分区开始做分界线调整，将分界线向面积减小的方向移动d2，d2=（防烟分区面积-750）/防烟分区边界线长度，直至所有机房防烟分区面积均≤750 m2。

34、（3）步骤s33有效设备管理用房防烟分区拆分算法具体为：

35、s33-1，寻找面积最大的有效设备管理用房，判断对应的面积是否>750m2；如果是，则沿长边将面积最大的有效设备管理用房等分；否则，执行步骤s33-2；

36、s33-2，计算差额面积a1=750-最大的有效设备管理用房面积和a2=剩余所有房间面积之和-750，并依据计算进行对应的设置如下：

37、（a）若a2≤0，则停止计算，将最大房间单独设置防烟分区，其余房间设置一个防烟分区；

38、（b）若a2>0，a1=0，将最大房间单独设置防烟分区，其余房间重复步骤s33-1至s33-2直至所有有效设备管理用房都有所属防烟分区；

39、（c）若a2>0，a1>0，寻找与最大房间相邻的房间组n{n1,n2,…,nn}，使房间组n内所有房间面积总和≤a1且最接近a1，若存在，则与最大房间合并设置防烟分区，否则将最大房间单独设置防烟分区，其余房间重复步骤s33-1至s33-2直至所有有效设备管理用房都有所属防烟分区。

40、（c）若a2>0，a1>0，寻找与最大房间相邻的房间组n{n1,n2,…,nn}，判断是否存在房间组n使得房间组n的总面积面积总和≤a1且最接近a1；如果是，则将房间组n与最大房间合并设置防烟分区；否则，将最大房间单独设置防烟分区，余房间重复步骤s33-1至s33-2直至所有有效设备管理用房都有所属防烟分区。

41、（4）步骤s34内走廊防烟分区拆分算法具体为：

42、s34-1，计算拆分后防烟分区数n3=é内走廊面积/750ù；

43、s34-2，寻找内走廊与公共区m条交界线，首尾相连的多段交界线视为1条交界线；

44、s34-3，计算内走廊等效长度=内走廊面积/内走廊宽度；

45、s34-4，若n3≥(m+1)，则沿走廊从其中m条交界线处向远离公共区方向（走廊等效长度/ n3）米处确定初步防烟分区分界线。检查初步防烟分区边界线围成的防烟分区面积是否≤750m2，是则直接返回站厅层防烟分区，否则向朝向公共区方向开始移动分界线d，d=（防烟分区面积-750）/防烟分区边界线长度。

46、s34-5，若n3<(m+1)，则沿走廊从走廊进深最长的交界线处向远离公共区方向（走廊等效长度/n3）米处确定1条初步防烟分区分界线。检查初步防烟分区边界线围成的防烟分区面积是否≤750m2，是则直接返回站厅层防烟分区，否则向朝向公共区方向开始移动分界线d2，d2=（防烟分区面积-750）/防烟分区边界线长度。直到划分完n3个防烟分区结束。

47、（5）s35通道防烟分区拆分算法具体为：

48、s35-1，计算拆分后防烟分区数n4=é通道面积/2000ù；

49、s35-2，寻找通道与公共区交界线；

50、s35-3，计算通道等效长度=通道面积/通道平均宽度；

51、s35-4，沿通道方向向远离公共区方向（通道等效长度/n4）米处确定初步防烟分区分界线;

52、s35-5，检查初步防烟分区边界线围成的防烟分区面积是否≤2000m2；如果是，则直接返回站厅层防烟分区；否则，向朝向公共区方向开始移动分界线d1，d1=（防烟分区面积-2000）/防烟分区边界线长度，直到划分完n4个防烟分区结束。

53、本发明采用以上技术方案，针对地铁地下车站的特殊防排烟要求，提出了一种防烟分区自动划分方法，它有利于提高设计师的空调、通风、防排烟系统设计效率及准确性；还有利于推动人工智能技术在地铁机电系统设计领域中相关研究的发展。本发明可以自动帮助设计师实现地铁地下车站的防烟分区划分，减少重复工作，提高设计效率，以便设计师集中精力于通风防排烟系统设计。