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1、第五节火灾防护,一、地下工程火灾发生 的特征和危害二、地铁工程火灾的防护对策三、地下铁道工程消防,一地下工程火灾发生的特征和危害,排烟困难，散热慢通常烟的扩散速度比人群疏散速度快得多。烟的水平扩散速度一般为0.51.5ms；无阻挡情况下人水平步行速度为60mmin；老人和小孩最快40mmin；上楼梯速度为10mmin，单股人流平地通过量40人min，上楼梯33人min；地下建筑通风条件不如地面建筑，对流条件很差，因而排烟排热也不如地面建筑；火灾造成地下建筑物内人员的最初伤亡，大部分是由于缺氧窒息，中毒昏倒死亡；,火灾时的发烟量与可燃物的物理化学特性、燃烧状态、供气充足程度有关。部分材料在不同温
2、度下产生烟量如表7-12。,部分材料在不同温度下燃烧产生的烟量(m3/g)(日本)表7-10,高温高热全面燃烧使用性质不同，可燃物量也不一样。地下百货商场，可燃物量为25100kgm2；地下铁道车站及隧道内可燃物量一般低于50 kgm2；在地下建筑封闭空间内，一旦发生火灾，大量可燃物燃烧，室内温度升高很快，较早地出现“全面燃烧”现象；伴随室内瞬时全面燃烧，巨大能量释放，温度随时间迅速上升，如表7-13；,火灾标准时间温度曲线值 表7-13,火灾房间空气体积急剧膨胀，烟气中的一氧化碳、二氧化碳等有害气体的浓度迅速提高；我国地下建筑先后发生过几十次火灾，都出现过高温现象。一切可燃物产生的热量，几乎
3、全聚集在地下建筑物内；人体对高温的耐受时间如表7-14。,掩蔽人员对高温的耐受时间 表7-14,安全疏散困难有些地下建筑内的各种可燃物质，燃烧时会产生大量烟气和有毒气体（如一氧化碳、二氧化碳及其他有毒气体），不仅严重遮挡视线，使能见度大大降低，还会使人中毒窒息，危害极大。当空气中含氧量下降到15时，人的肌肉活动能力下降；当空气中含氧量降到1014时，人就会四肢无力，产生判断失误；当空气中含氧量降到610时，人就会昏倒。,常见的可燃物质燃烧时产生的有毒气体如表7-5。,可燃烧物燃烧时产生的有毒气体 表7-15,地下建筑发生火灾时，室内由于正常的照明电源切断，变得一片漆黑。如地下工程内不装设事故照
4、明和紧急疏散标志指示灯，人员根本无法逃离火场；地面建筑即使是月夜地面照度也有0.21x，地下建筑内无任何自然光源，加上浓烟滚滚，使疏散极为困难。,火灾时的烟，是指物质热分解生成物，即游离碳素粒子，液体微粒（一般粒径在0.0110um），它们和同时产生的气体共同在空气中浮游、扩散。烟气浓度的表示方法有三种：质量浓度法、粒子浓度法和透光率法；在进行人员快速疏散规划设计时，大多由烟的光透过量中求得光学浓度来表示烟的浓度，一般用减光系数CS（m-1）表示；,若在烟气中的光强度为I，可用下式表示减光系数、光的强度光源与受光点距离之间的关系。式中：IO无烟时的光强度；I 有烟时的光强度；L 光源与受光点的
5、距离（m）；CS减光系数（lm）。,（79）,（710）,烟的浓度即减光系数CS与能见距离D（m）之间成反比例关系。通常人员能否从地下建筑内疏散，决定于三个极限值：疏散视距的极限值当熟悉情况时，其疏散视距的界限为5m，疏散界限烟浓度CS为0.20.4（平均0.3m-1）；对建筑物情况不熟悉时，其疏散视距的界限为30m。人能承受浓烟度的极限值疏散界限烟气浓度CS为0.070.13（平均0.1m-1）。,在疏散视距内，人能承受烟浓度下，人员疏散视觉光强度最低限制。温度升高快，对人体危害大。地下建筑发生火灾时，热量不易散失，爆燃（F.O）出现快，室内温度可达到800以上；疏散距离长，路径复杂。有的地
6、下街或地下铁道的车站长达数百米或数千米，日本青函隧道、英法海峡隧道长达50km以上。,扑救困难、危害大探测火情困难。地下建筑火灾发生后，只见浓烟从出口冒出，无法确切知道火灾究竟发生在哪一个部位；接近火场困难。对于一般没有完善的排烟设施的地下工程，消防人员进人口，同时也是烟、热排出口，高温、浓烟、毒气使消防人员无法接近火场；通讯指挥困难。地下火场灾情只能靠人传递信息，速度慢、差错多；缺少地下工程报警消防专门器材。,二地铁工程火灾的防护对策,严格执行地下工程防火规范，贯彻“预防为主，防消结合”的方针。规划布局合理。地下建筑与城市地下总体布局规划相结合，增强城市总体防灾、抗灾功能；选择钢筋混凝土结构
7、。地下建筑物结构材料应选择钢筋混凝土，而且钢筋的保护层应满足地下工程钢筋混凝土结构设计规范规定的厚度；合理选择装修材料。地下工程的装饰材料应选择不燃、难燃材料和阻燃处理的材料；合理选择出人口位置和数量。出人口应选择在人员不太集中地区，浅埋车站出口数量不宜少于4个，小站出口可适当减少，但不能少于2个；,防火分区划分及要求地下铁道车站面积多在50006000m2，应采用防火墙、防火卷帘加水幕或复合防火卷帘划分防火分区；每一个防火分区（除站台厅和站厅外）最大允许使用面积不应超过1500m2；每一个防火分区安全出人口不少于两个；防火门必须向疏散方向开启。联络通道的防火作用。为了保证乘客安全疏散，两条隧
8、道之间应设联络通道，联络通道两端应设防火卷帘门；,钢结构的防火保护处理 钢结构在高温和火焰作用下，在15min内，其强度降低一半以上，易塌落，进行防火保护处理后，可以提高耐火能力，详见表7-16。,LB钢结构防火涂料耐火极限 表7-16,地铁车站和隧道的机械通风及排烟防烟分区要求设备的排烟能力为1500m3min。选用排风机每小时排风总量为90000m3/h；区间隧道排烟量，按单洞区间隧道截面的排烟流速不小于2ms，排烟速度不应大于11ms；至于地下铁道列车阻塞在区间隧道时的送风量，则可按区间隧道断面风速不小于2ms计算，但风速不应大于11ms。,地下铁道火灾自动报警系统设置车站控制室、计算机
9、房、通讯机房、信号机房、变电所、配电室、广播室、电缆间及控制中心等重要场所；站厅、站台厅、售票室、储藏室及管理用房；地下折返线和停车线；车辆段的检修库、列车库、停车库和可燃物品库房；设有火灾自动报警的场所，应在适当部位增设手动报警按钮。此外，地下铁道主排水泵站和排雨水泵站，在危险水位应设自动报警装置。,三地下铁道工程消防,自动报警系统 系统组成由设在控制中心的中央一级自动报警、各车站及车辆设的二级报警组成；中央火灾自动报警系统通过数据传输信道（PCM）实现和各车站（车辆段）火灾自动报警系统联网；各车站（车辆段）火灾自动报警系统独立对本站（包括相邻区间隧道）范围内各保护区进行火灾监视，根据中央系
10、统的控制指令启动区间隧道事故通风系统。中央系统亦可直接启动相关车站事故通风系统。,上海地铁1号线火灾自动报警系统的组成如图7-13所示。,图7-13 上海地铁1号线火灾自动报警系统的组成,系统功能 灾报警系统的功能应有报警、监视、控制，通话及信息储存打印功能 系统设备 以上海地铁1号线为例，选用美国Simplex公司生产的火灾自动报警系统。系统电源设备 交流电源容量为3kVA220V，保证外供交流电源失电情况下能继续供电不少于30min；备用电源容量能保证控制器维持监视状态24h加正常工作状态下30min的能力。,车站自动报警系统组成如图714。,图714 车站火灾自动报警系统组成,水消防系统
11、消防水源与进水方式消防用水由城市自来水管道供给，各车站和车辆使用两路进水方式；有条件的车站和车辆段可以不同的两路自来水管道分别接水；若进水点只有一路自来水管道，则在这路管道引接加装一个阀门，然后再从阀门两旁各接出一路进水管（形成假两路）到车站内。,消火栓系统每座地下车站均应设一间消防增压泵房，内有两台消火栓泵，一用一备；每座车站及相邻区间隧道的消火栓系统由消火栓泵、管道、若干消防栓箱组成。车站内每隔45m设置一只消火栓箱，箱高1.8m、宽1.2m；区间隧道内消火栓水源来自相邻两座车站，隧道内每隔45m设置一只消火栓箱，箱高0.9m，宽1.2m；,车站与区间隧道防火区域内任何一点着火，要求消火栓
12、交汇水柱不得少于4股，每股水柱量为5Ls。水幕系统 一般在站台与站厅之间楼梯之上设置水幕；每座车站的消防泵房内设两台水幕增压泵一用一备；采用双路进水，管道环路布置，沿站台板下敷设，按不设防火卷帘门水幕强度为2L/(ms)；水幕控制方式有全自动和半自动两种方式。,闭式自动喷水灭火系统 闭式自动喷水灭火系统使用于车辆段的停车库；用水量以30L/s计，由室外消防干管分两路接人车库喷淋泵房，内设2台喷淋增压泵（IS125100一315），一用一备；喷淋采用中温型闭式玻璃球普通洒水喷头（ZSTP1568型），控制温度为68，按3m间距布置，距边墙1.5m。,3.化学灭火系统 地铁的供电、信号、通信及相应
13、的中央控制系统对地铁运营至关重要，且设备全为进口，又较为昂贵。这些系统设备一旦产生火情，若用水喷淋救火，造成损失更大。一般采用化学灭火系统。上海地铁1号线在重要电器设备用房设置了从美国全套引进的HAIDN1301卤代烷全淹没化学灭火系统。,喷洒系统全自动全淹没1301灭火系统按被保护区域对象的情况，有三种配置方式：组合分配式、独立组合分配式和独立分配式；喷洒系统由储气钢瓶、瓶头阀、喷放管和喷头组成；上海地铁1号线所用钢瓶有55LB、167LB、400LB三种规格；单瓶喷洒系统如图7-15；组合瓶喷洒系统如图7-16。,图7-15 单瓶喷洒系统,图7-16 组合瓶喷洒系统,控制系统 上海地铁四号线1301灭火系统具备三种控制方式：即全自动控制、半自动控制和手动控制。系统控制框图见图7-17。,图7-17 130灭火系统控制框图,其他要求开发浓烟下火场疏散导向标志；开辟地下火场暂避空间；高性能照明设备，有效地防排烟系统；为消防战士配备使用时间长重量轻的呼吸系统；研制多功能无人驾驶适合于地铁工程的专用消防车；尽快建立地铁灾害事故全市应急处置指挥机构，启动应急预案，快速反应，调集全市消防处置力量，做到统一指挥，各司其职、互相配合。,
