高風(fēng)速下的隧道火災(zāi)溫度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施

林波

摘 要：隧道作為交通運(yùn)輸體系的組成部分，一旦發(fā)生火災(zāi)事故會(huì)造成嚴(yán)重后果，因此，需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)考慮到如何防范事故發(fā)生，事故發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)采取預(yù)案從而降低事故影響。本文就高風(fēng)速下的隧道火災(zāi)溫度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施做簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：高風(fēng)速 隧道火災(zāi)溫度場(chǎng)實(shí)驗(yàn) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U459 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）01（c）-0040-02

隧道火災(zāi)溫度場(chǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颢@得相關(guān)數(shù)據(jù)，從而為設(shè)計(jì)工作提供參考，同時(shí)救援也能夠有效借鑒，從而確保在突發(fā)事件出現(xiàn)后，能夠通過(guò)有效措施及時(shí)解決處理問(wèn)題，最大程度地保障人民生命健康安全。

1 火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)與報(bào)警實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了更好地了解技術(shù)應(yīng)用效果與研究工作存在的問(wèn)題，可以通過(guò)試驗(yàn)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)從而為裝置研發(fā)提供參考。試驗(yàn)隧道長(zhǎng)度為100m，寬度為12m，高度為6m。能夠提供的縱向風(fēng)速為0～5m/s。隧道內(nèi)部共建立了4個(gè)探測(cè)滅火分區(qū)，每個(gè)分區(qū)為25m。試驗(yàn)采用了符合規(guī)定的柴油，牌號(hào)選擇需要考慮到能夠滿足冷濾點(diǎn)參數(shù)低于點(diǎn)火前環(huán)境溫度要求，引燃燃料使用正庚烷。燃料添加過(guò)程首先是向試驗(yàn)盤(pán)內(nèi)部添加柴油，之后再向試驗(yàn)燃火盤(pán)中部添加引燃燃料。試驗(yàn)火燃料用試驗(yàn)火盤(pán)來(lái)盛放，試驗(yàn)期間需要確保燃料底部水襯深度保持在合理范圍內(nèi)，試驗(yàn)盤(pán)容積尺寸誤差需要控制在合理范圍內(nèi)，試驗(yàn)盤(pán)與其底部的距離需要控制在10cm范圍內(nèi)，材料應(yīng)該選擇鋼材，并且確保不會(huì)發(fā)生泄漏。

點(diǎn)火時(shí)將點(diǎn)火器棉紗蘸上少量引燃材料，點(diǎn)燃后引燃盤(pán)內(nèi)燃料，之后將點(diǎn)火器置入密封閉金屬自行熄火。引火時(shí)需要利用火罩遮擋，避免引發(fā)試樣動(dòng)作。試驗(yàn)火在熄滅時(shí)同樣需要遵循相關(guān)原則，正常情況下需要使其自行熄滅，燃燒時(shí)間大約維持在3min左右。非正常情況下需要滅火時(shí)，需要利用干粉滅火器，并且處于上風(fēng)向。每次試驗(yàn)開(kāi)始都需要加注新的水襯，如果試驗(yàn)火自然熄滅，更換周期需要小于4周。如果非正常熄滅，應(yīng)該使用新的水襯。

點(diǎn)火試驗(yàn)期間需要考慮的安全措施有：隧道內(nèi)部要避免存在明火或者是其他高溫物體，避免燃料泄漏，確保工作線纜與試樣線纜不受到燃料污染。試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該準(zhǔn)備有干粉滅火器，工作人員需要佩戴相應(yīng)的防護(hù)設(shè)備。物品管理方面，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置需要妥善保管，試驗(yàn)結(jié)束后需要回收廢棄物，避免對(duì)環(huán)境造成污染。

受試設(shè)備主要是感溫火災(zāi)探測(cè)器，依據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，光纖光柵間距需要控制在10m范圍內(nèi)。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中將設(shè)備光纖光柵間距控制在10m。為通過(guò)試驗(yàn)獲得試驗(yàn)火的不同位置、不同工況，火災(zāi)探測(cè)器需要將其設(shè)置于隧道的第二分區(qū)與第三分區(qū)。試樣探測(cè)間距應(yīng)該是制造廠商規(guī)定的最大間距，按照直線敷設(shè)方式，將試樣通道感溫部件最后受試部位沿縱向安裝于試驗(yàn)區(qū)域隧道頂端，感溫部件與隧道頂端距離需要控制在10～20cm范圍內(nèi)。受試部位之外部件需要下延隧道側(cè)壁，并且連接到其他的試樣部件。安裝結(jié)束后需要依據(jù)制造廠商規(guī)定的方法對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，從而使其處于正常工作狀態(tài)。調(diào)試工作需要結(jié)合到試樣安裝情況與不同隧道段，依據(jù)制造商提供的報(bào)警級(jí)別進(jìn)行設(shè)置。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄十分重要，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解試驗(yàn)存在的問(wèn)題，同時(shí)能夠通過(guò)研究為隧道設(shè)計(jì)與防火工作提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)同一點(diǎn)火位置不同風(fēng)速下結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，點(diǎn)火位置在傳感器的正下方，報(bào)警裝置能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)報(bào)警，并且隧道頂部溫度不能達(dá)到預(yù)定的報(bào)警溫度值。當(dāng)風(fēng)速分別是1.5m/s與4.5m/s時(shí)，報(bào)警點(diǎn)的位置會(huì)出現(xiàn)偏差，表明差溫報(bào)警時(shí)，不能只考慮到單點(diǎn)溫度變化情況，同時(shí)還需要結(jié)合到周邊監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度變化情況，通過(guò)綜合分析從而得到準(zhǔn)確報(bào)警位置。風(fēng)速與隧道頂部溫度變化存在關(guān)聯(lián)，風(fēng)速越大，頂部溫度出現(xiàn)發(fā)生的變化也就越晚，但是速度會(huì)越快，因此也不能單一只考慮到超出溫差報(bào)警閾值，同時(shí)要考慮到超出幅度，從而實(shí)現(xiàn)高風(fēng)速狀況下準(zhǔn)確報(bào)警。

3 高風(fēng)速下火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警策略

風(fēng)速較高時(shí)，報(bào)警響應(yīng)時(shí)間應(yīng)該在規(guī)定范圍內(nèi)，但是報(bào)警點(diǎn)位置偏差比較大，傳感器與點(diǎn)火位置相距10m之外，在5s內(nèi)升溫速率會(huì)超過(guò)閾值。分析原始溫度數(shù)據(jù)，在報(bào)警位置溫度上升速率非常快，但是溫度變化值非常小，溫度變化其絕對(duì)值比較低，因此，可以將絕對(duì)值作為判斷條件之一。在算法方面，單點(diǎn)溫度差溫算法或者是定溫綜合算法，如果其可能性大于1則表示會(huì)有火災(zāi)發(fā)生，之后對(duì)算法進(jìn)行修正。如果閾值降低，警報(bào)響應(yīng)的時(shí)間就需要相應(yīng)縮短，但是此種做法會(huì)影響到報(bào)警點(diǎn)判斷。溫度場(chǎng)預(yù)估火點(diǎn)修正，首先需要對(duì)報(bào)警點(diǎn)一定范圍內(nèi)溫度場(chǎng)面積進(jìn)行計(jì)算。結(jié)合到前期對(duì)風(fēng)速的分析情況，高風(fēng)速對(duì)應(yīng)了大面積，低風(fēng)速則對(duì)應(yīng)了小面積。結(jié)合到溫度場(chǎng)面積對(duì)著火點(diǎn)進(jìn)行修正。如果下游溫度場(chǎng)面積小于上溫度場(chǎng)面積時(shí)，要對(duì)位置進(jìn)行進(jìn)一步修正。最后基于報(bào)警點(diǎn)對(duì)預(yù)估著火點(diǎn)進(jìn)行修正。

為了對(duì)感溫部件改進(jìn)、火災(zāi)快速預(yù)報(bào)、定位糾偏等效果進(jìn)行驗(yàn)證，檢驗(yàn)高風(fēng)速情況下火災(zāi)報(bào)警性能，可以對(duì)專(zhuān)用的火災(zāi)探測(cè)器性能進(jìn)行測(cè)試。依據(jù)項(xiàng)目研究設(shè)置火災(zāi)場(chǎng)景，基于同一場(chǎng)景分別測(cè)試在不同風(fēng)速條件下的不同工況。為了與隧道工程實(shí)際應(yīng)用的其他探測(cè)器進(jìn)行比較，也可以設(shè)置相應(yīng)的場(chǎng)景進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。

4 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)安裝工作需要具備資質(zhì)在施工單位開(kāi)展，單位必須要有相關(guān)行政部門(mén)核發(fā)的證書(shū)。消防設(shè)施承包企業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理、質(zhì)檢人員、技術(shù)人員、安全員等需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)考試，合格后才能上崗工作。消防報(bào)警系統(tǒng)工程施工需要具備相關(guān)條件、設(shè)計(jì)圖紙與說(shuō)明書(shū)、設(shè)備邏輯說(shuō)明等相關(guān)文件。分項(xiàng)工程安裝施工需要的技術(shù)文件與相關(guān)說(shuō)明等，并且上述文件都需要經(jīng)過(guò)有關(guān)部門(mén)檢查核驗(yàn)。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)施需要符合國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要經(jīng)過(guò)相關(guān)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，并且有完善的質(zhì)量合格文件。設(shè)計(jì)單位要做好技術(shù)交底工作，施工單位需要明確工作崗位職責(zé)，完善與施工相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

工程建設(shè)需要依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，施工單位不能隨意更改，如果需要更改，需要申報(bào)審批。施工結(jié)束后需要進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試工作開(kāi)展前需要確保以下條件具備。報(bào)警系統(tǒng)安裝完成，技術(shù)到位，不存在質(zhì)量問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題，安裝過(guò)程中需要的檢查與檢驗(yàn)工作都已經(jīng)完成。系統(tǒng)材料、設(shè)施、組件等都符合標(biāo)準(zhǔn)，施工不存在質(zhì)量問(wèn)題，系統(tǒng)電力設(shè)備能夠正常工作，不能采用臨時(shí)供電措施。系統(tǒng)調(diào)試與檢查工作需要專(zhuān)業(yè)工作人員開(kāi)展，工作人員需要依據(jù)規(guī)定的流程與標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作，明確工作人員職責(zé)。調(diào)試工作結(jié)束后需要依據(jù)規(guī)定填寫(xiě)報(bào)告。

系統(tǒng)安裝竣工前需要提交資料，包括了設(shè)計(jì)變更文件、竣工圖紙、相關(guān)部門(mén)法律文書(shū)。系統(tǒng)組件、材料、質(zhì)量證明等相關(guān)資料、施工記錄、調(diào)試記錄、檢查記錄、技術(shù)檢測(cè)報(bào)告、系統(tǒng)設(shè)施組件維護(hù)與使用說(shuō)明。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道是特殊條件下采用的交通通行方式，設(shè)計(jì)工作需要考慮多個(gè)方面內(nèi)容。某些隧道可能距離較長(zhǎng)，因此，在隧道的不同位置，安全工作考慮的內(nèi)容也不一樣。火災(zāi)事故是隧道設(shè)計(jì)工作需要考慮的重點(diǎn)內(nèi)容之一，由于隧道環(huán)境的特殊性，救援工作難度非常大，因此，需要從設(shè)計(jì)工作避免火災(zāi)事故發(fā)生，并且要設(shè)計(jì)有應(yīng)急預(yù)案，確保不可避免條件下發(fā)生事故能夠在最短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)處理程序，各項(xiàng)設(shè)施能夠有效發(fā)揮其作用，從而確保人員生命健康安全。

參考文獻(xiàn)

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