綜合管廊火災分析及滅火系統選擇探討

盧守波

（中國海誠工程科技股份有限公司，上海 200031）

隨著我國城市化進程加快，大量建設猶如雨后春筍，在經濟繁榮的同時，各種問題凸顯，如到處開挖路面、架空線網密集、管線破裂事故頻發等。為提高城市綜合承載能力，促進城市集約化高效發展，大力推進城市綜合管廊建設具有重要意義。本文針對綜合管廊內起火原因、火災特點，闡述了綜合管廊內幾種常用的自動滅火系統并其優缺點進行分析研究，提出了綜合管廊自動滅火系統的建議和看法，為新建綜合管廊消防自動滅火系統選擇和設計提供參考。

1 綜合管廊火災分析

綜合管廊主要容納電力電纜、通信、熱力、給排水、燃氣等管道，以及自用纜線和附屬設施。電力線路具有自身起火可能性，因此，電力電纜是綜合管廊起火的主要原因。

1.1 綜合管廊火災起因

1.1.1 電纜起火

1）由于輸電電纜的接頭連接不緊密，接觸不良，造成電纜局部電阻增大、發生過熱，引起燃燒；2）用電終端造成輸電線路過載，電纜通過的電流強度超過允許值，電纜溫度升高，形成電纜起火；3）高壓輸電線通常由不同相位或不同芯線的電纜組成，如果絕緣體老化或者破損漏電，二相間或者電纜與大地間電位差形成短路放電，造成火災。

1.1.2 其他因素起火

綜合管廊配備了照明系統、通風系統、消防系統等，其電氣控制設備可能因故障產生電火花，引燃可燃物著火。綜合管廊在進行巡檢或者維修時，工作人員由于操作不當或失誤引燃檢修用品或堆料，引發火災。對于容納污廢水管道的管廊，管道破損后可能析出可燃氣體，如硫化氫、甲烷等，在管廊內聚積，達到一定濃度后遇火星引發爆炸。另外，由于外界不可控因素使管道本體發生火災等。

1.2 綜合管廊火災特點

綜合管廊是集多種管線系統于一體的地下空間構筑物，內部裝有諸多設備。一旦失火，將造成線路本身經濟損失以及傳輸媒介中斷所造成的外部經濟損失。如果綜合管廊內敷設高電壓等級電纜，其服務區域廣，一旦火災發生短路，輕則造成相關地區停電，重則造成區域電力系統崩潰，損失非常嚴重。另外，高壓電纜斷電后可能留有余壓，存在觸電傷人危險。

綜合管廊是一種地下空間通道，各種管道、電纜密集排布，前后連通，內部空間相對封閉、狹窄，空氣流動不暢。在管廊內著火時，熱量得不到有效擴散，廊內溫度迅速上升，沿纜線形成火流，快速蔓延到相鄰區域，迅速燃燒。電力電纜主要由橡膠、聚氯乙烯等絕緣材料包裹，燃燒時產生大量煙霧和有毒有害氣體，使管廊內視線受阻，造成消防人員撲救困難和身體損害。

1.3 綜合管廊降低火災措施

1.3.1 安裝早期火災征兆探測系統。

綜合管廊內設置智能巡檢機器人，模仿人進行巡檢，通過機器人平臺上的計算機視覺系統、紅外探測系統、溫煙感探測系統等捕捉火災征兆。早期火災征兆探測可以實現火災孕育階段微小征兆信息的敏感探測和不同屬性熱解粒子的判斷，提高火災探測的可靠性、敏感性，實現探測早期火災。通過視頻監控系統，圖像模式識別系統，實時監控綜合管廊內各種特征參數。

1.3.2 電纜設計科學合理。

電纜是綜合管廊起火的主要原因。在設計電力電纜時，采用阻燃型電纜，并根據規劃合理設計電流密度，降低電纜發熱量，防止溫度升高產生火災。在供電系統中設置保護措施，電纜起火后及時切斷電源。

1.3.3 綜合管廊防護。

在綜合管廊內設置防火隔斷，一旦著火，將火控制在一定范圍，減輕火災損失。

綜合管廊直通外部的孔洞、通風口等設置防護網，避免嚙齒類動物進入管廊撕咬電纜，導致電纜漏電引起火災。

2 自動滅火系統比較

綜合管廊主要是電力電纜起火引起物體帶電燃燒的火災，屬于E類火災，對于容納天燃氣管道的管廊，則包含了C類氣體火災。可供綜合管廊使用的自動滅火系統有：超細干粉滅火系統、氣溶膠滅火系統、高壓細水霧滅火系統、氣體滅火系統等。因綜合管廊的每個防火分區內部空間體積大、距離長、橫斷面狹窄。對于管網式氣體滅火系統（如七氟丙烷、二氧化碳等）輸送的距離有限，長距離輸送將使有效氣體噴量減少、壓力減小。要保證消防，需要設置非常多的氣瓶儲存間，土建投資費用較高，故綜合管廊一般很少采用氣體滅火。

現將對超細干粉滅火、氣溶膠滅火、高壓細水霧滅火的可行性、經濟性、適用性等方面進行分析和比較。

2.1 超細干粉滅火系統

超細干粉滅火系統是一種懸掛式自動滅火裝置，懸掛于防護區頂部，由干粉滅火劑、固氣轉換劑、電引發器、鋼制外殼、噴嘴等組成。當遇到綜合管廊著火時，滅火系統接到電脈沖啟動信號，固氣轉換劑被激活，噴嘴向防護區噴射滅火劑，其與火焰混合時產生化學反應，迅速捕獲燃燒自由基，切斷燃燒鏈以實現撲滅火焰。

超細干粉滅火系統優點：適用范圍廣，適用于ABCE類火災；節省空間，體積小且懸掛防護區頂端，不占地面面積；無管網，設備簡單，安裝方便；無毒無害，無腐蝕，易清理，無泄露爆炸危險；造價便宜，維護簡單。該系統缺點：噴射時造成防護區內能見度降低；滅火劑需定期更換，維保成本高；滅火裝置噴射一次就失效，需預留備用量。

2.2 氣溶膠滅火系統

氣溶膠滅火是利用氣溶膠產物中的固體微粒經物理、化學作用達到消耗燃燒活性自由基團，減少自由基產生來源的目的，并通過吸熱降溫、化學抑制和窒息作用達到抑制燃燒，從而撲滅火災。綜合管廊中采用S型熱氣溶膠滅火系統。

氣溶膠滅火系統的優點：1）無管網、安裝方便，環保、對人體無害；2）可帶電滅火，即使電源不切斷，仍可將火撲滅；3）系統操作簡單，可靠性好，能夠快速滅火；4）土建投資少。該系統缺點：1）需定期更換藥劑，增加運行管理費用；2）滅火分解產物遇水后會產生強堿，對設備有很強腐蝕性；3）金屬鹽離子具有導電性，可引起電纜短路；4）噴射后防護區內能見度低，影響人員撤離；5）需設置機械排風裝置，占用管廊空間。

2.3 高壓細水霧滅火系統

高壓細水霧滅火系統是以水作為滅火劑，通過高壓泵組高速噴出可快速彌散的霧滴，經水霧汽化中的吸熱冷卻、窒息作用滅火。系統需設置增壓泵房、貯水池、管網、水霧噴頭等配套設施。

高壓細水霧滅火系統的優點：1）環保、無毒無害，無二次污染；2）滅火效率高，可有效控制復燃；3）水霧絕緣性好，安全；4）具有降溫、降煙的功能。該系統缺點：1）工程投資大、造價高；2）設備繁多、系統復雜、維護困難；3）附屬設施占用空間較大。

3 結語

1）綜合管廊的火災，蔓延迅速、撲救困難、危險性大。在建設時，需做好消防設計，采取必要措施降低火災誘因。需不斷開發新型消防技術，采用新型火災探測技術敏銳撲捉火災隱患，及早發布火災預警。設置有效的自動滅火系統，一旦著火，能夠迅速撲滅火災。

2）我們認為應根據綜合管廊的特點、起火原因、以及國家規范、行業標準，通過對比、綜合評價選定滅火系統。不同地區在建設綜合管廊時初衷不同，不同類型的自動滅火系統其可行性、經濟性、適用性也不盡相同。我們認為體積小、投資少、易維護的自動滅火系統應作為綜合管廊滅火優先選擇的方案。

3）結合上述幾種自動滅火系統的優缺點，我們認為高壓細水霧滅火系統存在投資高，占地大，維護復雜等問題；氣溶膠滅火系統存在爆炸隱患，清理困難等弊端。在設計過程中，這兩種滅火系統往往會超出國家規范要求的極限，影響綜合管廊功能的發揮，這兩種滅火系統在綜合管廊中實施遇到的困難有很多。超細干粉滅火系統具有投資低、易維護等特點，相比其它滅火系統優勢明顯，因此，筆者建議綜合管廊中采用超細干粉自動滅火系統來滿足綜合管廊消防設計的要求。