城市隧道消防系统现状与规范缺失的分析-张小玲概要.doc

期厦门翔安海底隧道(线型光纤感温火灾探测器。个别采用点型感温感烟火灾探测器或空气管感温火灾探测器,如北京金融街地下交通工程(点型感烟感温火灾探测器、上海市延安东路越江隧道(空气管感温火灾探测器等。灭火系统大多采用传统的消防灭火系统、泡沫消火栓系统、消火栓系统和灭火器等手动消防设施;近年在建的和部分完工的公路和城市隧道开始应用自动灭火系统,其主要灭火方式有:水喷雾灭火系统、泡沫-水喷雾联用灭火系统、自动喷水灭火系统、泡沫-自动喷淋联用系统等自动化程度较高的系统。如上海长江隧道项目、上海军工路越江隧道项目以及厦门翔安海底隧道项目均采用泡沫-自动喷淋灭火系统;北京金融街地下交通工程采用预作用自动喷水灭火系统。2城市隧道消防规范缺失分析2.1自动灭火系统在国内,隧道的消防灭火系统如消火栓和灭火器等均作为基本配置,这在标准、规范中有明确的规定,但是对自动灭火系统的设置意见不一,设置的方式也多种多样,系统功能定位模糊。同时,现有的相关标准规范对此也没有明确的规定和要求。国家标准中,“建规”虽增加了城市交通隧道的设计内容,明确了消火栓和灭火器的设置要求,但对自动灭火系统没有任何要求和规定。G B50517-2003地铁设计规范对地铁车站的消防系统有明确的规定,对地下区间隧道的消火栓系统设置也作了规定,但对区间隧道的自动灭火系统没有要求。国家铁路行业标准中,T B10063-2007铁路工程设计防火规范要求,隧道内通风、电力、电力牵引、通信、信号设备洞室应设置火灾自动灭火装置。但是对隧道自动灭火系统的设置没有任何规定。J T GD70-2004公路隧道交通工程设计规范中对消防系统的设计没有具体要求,仅在第16.3.1条中要求:“公路隧道交通工程设计内容主要包括标志、标线、交通监控、通风与照明控制、紧急呼叫、火灾报警、防灾与避难、供配电和中央控制管理等”。国家推荐性行业标准J T G/TD71-2004公路隧道交通工程设计规范规定的公路隧道消防灭火设施主要有灭火器、消火栓、固定式水成膜灭火装置、隧道消防给水系统等,对自动消防灭火系统没有任何规定。地方标准中,天津市地方标准D B12/289-2009地铁安全防范系统技术规范对区间隧道也没有消防要求。上海市地方标准D G J08-2033-2008道路隧道设计规范对自动消防系统有明确规定,其推荐的自动消防系统主要是水喷雾系统以及泡沫-水喷雾联用系统,并详细规定了系统定位和系统设计参数;云南省地方标准D B J 53-14-2005公路隧道消防技术规程对隧道的自动灭火系统设置也无任何规定,仅提出隧道的运营管理用房和设备用房宜采用水喷雾灭火系统和气体灭火系统。北京市地方标准城市地下联系隧道防火设计规范(征求意见稿要求,“一、二类及长度大于1000m的三类隧道宜设置水喷雾灭火系统”,喷雾强度为15L/(m i nm2,持续喷雾时间为1h。可见,无论是国家标准、交通部的行业标准、铁道部的行业标准以及国家地铁类的标准,均对隧道的手动灭火系统作了明确规定,但是很少对自动灭火系统做任何要求。虽然上海的地方标准道路隧道设计规范对自动灭火系统作了规定,但是灭火方式的选择偏少,对全国的统一应用不具有示范性。国外因各国规范标准的要求不同,对自动灭火系统的设置差异较大。美国消防协会制订的N F P A502公路隧道、桥梁及其他限制性通道标准不提倡应用自动灭火系统。在日本,日本建设省制订的道路隧道紧急用设施设置基准对隧道的自动灭火系统作了要求,明确了水喷雾系统的设计参数和设置要求。欧洲各国对隧道系统的要求不一,但大部分国家的现有规范均不提倡设置自动灭火系统。因此,欧美国家现有隧道基本不设置自动灭火系统。在勃朗峰隧道火灾发生后,欧洲各国认真总结和检讨,积极开展了隧道自动灭火系统的研究和应用,法国政府隧道安全中心(C E T U在M o n a-L i s a隧道成功进行了细水雾灭火系统测试,取得了较好的效果。随着高压细水雾技术的日趋成熟和成功的市场应用,高压细水雾灭火系统以良好的灭火性能和环保特性,加快了在隧道中应用的日程。如法国W e s tT u n n e l全长6.4k m,自动灭火系统采用细水雾灭火系统。德国地下运输设备研究协会(S T U V A也主张在地下隧道应用细水雾灭火系统。纵观国内外对隧道消防系统的研究,设置自动消防灭火系统越来越成为共识。目前,国内急需制定统一的隧道消防系统技术规范,对自动消防灭火系统作出明确的规定,推动隧道自动消防灭火系统在国内的研究和应用,尤其是高压细水雾灭火系统、泡沫-水喷雾联用系统等新技术的研发和应用,提高隧道消防工程可靠性。2.2隧道火灾探测方式火灾探测包括两个方面:能否响应和响应速度。目前在国内隧道消防规范中,要求隧道火灾探测器应为缆式感温火灾探测器、火焰探测器以及光纤感温探测器。由于隧道中存在着移动火灾和火灾“漂移”的情况,缆式感温火灾探测器和光纤感温探测器探测效果并不好。若将报警阈值调高,探测器不能对一般的小火报警,造成漏警。根据相关数据,对于移动火灾,普通探测器都没有响应;若火灾现场烟气太大,普通图像型火灾探测器视线被遮挡,也无法探测到火灾。所以,普通探测器对于隧道火669F i r eS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,S e p t e m b e r2012,V o l31,N o.9灾探测并不好用。在日本建设省道路隧道紧急用设施设置基准中,根据隧道的环境和探测器原理应该选用感光探测器中的双波长闪烁型探测器和C O2共鸣式火灾探测器;而在N F P A502中要求隧道应有24h监管的隧道闭路电视(C C T V系统,利用交通流量指示装置或监控摄像机系统进行隧道火灾的识别和定位。就此类隧道中采用何种方式探测火灾更有效曾有过很多实验,较有代表性和权威性的是由美国消防协会N F P A和加拿大国家研究院N R C发起的“国际公路隧道火灾探测技术研究”。实验中选用了线型感温探测系统、火焰探测系统、图像火灾探测系统、感烟探测系统、点式探测器等多种代表性的探测技术进行对比测试,如表1 表4所示。配置和测试中的隧道火灾探测系统的设置基于一个尺寸为10m宽、5.5m高、2000m长的公路隧道(试验隧道为37.5m10m5.5m。表1试验火灾探测系统探测技术类型系统编号系统类型线型感温探测D-1L1线型光纤感温火灾探测器D-2L2缆式线型感温探测器火焰探测D-3F1三波段红外火焰探测器闭路电视图像探测D-4C1图像型(火焰和烟雾原理探测器D-5C2图像型(火焰原理探测器D-6C3图像型(火焰原理探测器点式感温探测D-7H1点式感温火灾探测器D-8H2点式差温火灾探测器感烟探测D-9S1空气采样探测系统表2油盘火试验结果火灾场景序号火源燃料类型释热速率/k W环境温度/D-1L1/sD-2L2/sD-3F1/sD-4C1/sD-5C2/sD-6C3/sD-7H1/sD-8H1/sD-9S1/s开放火灾T-10.3x0.3汽油100125624无响应414109无响应无响应103车辆下方火灾T-20.30.3汽油1001256无响应无响应无响应125无响应无响应无响应无响应133 T-30.60.6汽油55065063775262944无响应无响应无响应50 T-71.01.0汽油1500170012651610172823112547 T-151.02.0汽油300034001317264156133818310186 T-16燃烧器丙烷150017001322351215无响应19515272无响应T-18燃烧器丙烷30003400925273814无响应3136无响应车辆后方火灾T-80.30.3汽油100125543无响应221924无响应无响应无响应125 T-90.60.6汽油550650530581212716无响应无响应无响应52 T-101.01.0汽油15001700101121832无响应无响应623738 T-111.02.0汽油3000340012201482616无响应201933表3固定车辆火试验结果火灾场景序号火源燃料类型释热速率/k W环境温度/D-1L1/sD-2L2/sD-3F1/sD-4C1/sD-5C2/sD-6C3/sD-7H1/sD-8H1/sD-9S1/s固定车辆火T-5发动机舱汽油2000110717557696149391295177 T-17发动机舱丙烷20009337157178无响应338252无响应T-14乘客舱木垛1100150013171291173188无响应271无响应无响应230表4移动车辆火试验结果火灾场景序号火源移动速度/k m/h燃料类型释热速率/k W环境温度/D-1L1/sD-2L2/sD-3F1/sD-4C1/sD-5C2/sD-6C3/sD-7H1/sD-8H1/sD-9S1/s移动车辆火T-450(正向汽油1001501无响应无响应无响应无响应无响应无响应无响应无响应无响应T-650(反向汽油1001501无响应无响应无响应无响应无响应无响应无响应无响应无响应T-1227(正向汽油10015010无响应无响应2无响应无响应无响应无响应无响应无响应T-1327(反向汽油10015010无响应无响应4无响应无响应无响应无响应无响应无响应通过总结,在隧道内,火灾情况下9种各类型探测器的探测报警时间如表5所示。通过火灾实体试验探测结果可以看出,火灾探测系统对隧道火灾的响应时间由火灾规模、地点、燃料类型及探测原理决定。没有一种探测器能探测到全部18种火灾场景,响应速度也各有不同。所以,公路交通隧道的火灾探测采用两种及两种以上不同类型的技术进行复合探测是有必要的。由表5数据可以看出,三波段红外火焰769消防科学与技术2012年9月第31卷第9期探测器和图像型(火焰和烟雾原理探测器对隧道火灾的探测效果最好。所以,笔者推荐复合使用三波段红外火焰探测器和图像型探测器探测隧道火灾。表5共火灾情况下各类型探测器的探测报警时间序号火灾探测报警器类别未响应次数平均报警时间/s火灾时报警率1线型光纤感温火灾探测器543.572.2% 2缆式线型感温探测器776.761.1% 3三波段红外火焰探测器319.683.3% 4图像型(火焰和烟雾原理探测器459.477.8% 5图像型(火焰原理探测器842.855.6% 6图像型(火焰原理探测器1211533.3% 7点式感温火灾探测器1017644.4% 8点式差温火灾探测器10117.144.4% 9空气采样探测系统797.661.1%2.3系统联动控制功能隧道消防系统联动控制系统也存在国家规范缺失、地方规范参差不齐的问题。更为甚者,实际应用中,有的采用非消防设备执行消防联动控制功能,为消防系统正常执行联动控制功能埋下了巨大隐患。根据国家法律法规要求,所有消防产品(包括联动控制设备均应经国家消防电子产品监督检验合格,这样才能保证消防联动控制设备能够满足消防系统功能要求。国内隧道通风系统和消防水泵大多采用P L C系统自动联动控制,而P L C系统设备并没有通过消防检验认证,不属于消防设备,无法保证消防系统火灾时联动系统发挥应有的作用,执行消防联动控制功能也不符合消防法律法规的要求。3结论根据以上的国内隧道消防现状分析和国内外隧道消防规范对比,以及国际知名火灾实体试验数据,我国国内隧道消防规范已经严重滞后,需要抓紧时间制定隧道消防安全的国家规范,满足经济发展的要求。在隧道消防安全的国家规范制定过程中,应充分借鉴现有隧道消防系统的应用情况、火灾实体试验数据以及国外隧道消防安全的先进技术,使隧道消防安全的国家规范具有现实指导作用。参考文献:1王君,倪天晓,张新.城市水下公路隧道火灾时人员安全疏散J.消防科学与技术,2012,31(5:477-480.2帅卫红,倪天晓,周湘川,等.实体隧道火灾温度分布试验研究J.消防科学与技术,2012,31(1:8-12.3周庆,倪天晓,彭锦志,等.隧道火灾烟气回流与临界风速模型试验J.消防科学与技术,2011,30(7:580-583.4韩学斌,陈东梁,刘娅,等.隧道火灾烟气运动的数值模拟J.消防科学与技术,2011,30(4:櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒毃毃毃毃277-279.科技信息E C-25扩展覆盖喷头E C-25扩展覆盖喷头的增强版已经通过全球范围认证。E C-25扩展覆盖喷头灭火系统可提供先进的、低成本的解决方案,以及高洒水密度、扩大覆盖范围的应用。E C-25扩展覆盖喷头的关键特征包括:(1用较少的配水支管和喷头即可扩展覆盖面积;(2喷头在较低工作压力下运行时具有与N F P A13第8章第5.2节所定义相一致的SL间距;(3具有符合2011年7月修订的F MD a t a S h e e t8-9以及工程公告06-11要求的最低消防用水量;正如在全尺寸火灾试验中一样,拥有比标准覆盖洒水喷头更少的开启喷头和数量较低的托盘损耗量。李艳艳供稿S t a t u sa n dl a c ko ff i r ef i g h t i n gs y s t e mo fc i t yt u n n e lZ HA N GX i a o-l i n g1,T O N GL e i2,WA N GL i-x i n2(1.X i a m e nF i r eD e t a c h m e n t,F u j i a nX i a m e n361012,C h i-n a;2.X i a m e nZ h u n x i nM e c h a n i c a la n dE l e c t r i c a lE n g i n e e r i n g C o.L t d.,F u j i a nX i a m e n361004,C h i n aA b s t r a c t:T h er u l e so ff i r ef i g h t i n gs y s t e mo fc i t yt u n n e li nd o-m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a ln o r m s,n a t i o n a ls t a n d a r d s,i n d u s t r y s t a n d a r d sw a sa n a l y z e da sw e l la si t sa p p l i c a t i o ns t a t u s,t h el a c k o ff i r ef i g h t i n gs y s t e mo fc i t yt u n n e lw a sc o n c l u d e d.S u g g e s-t i o n sw e r ep r o p o s e ds u c ha sf u r t h e rs t r e n g t h e n i n gt