防火分隔形式對電纜隧道火災的影響規律研究

王 嬋,黃業勝,蔣亞強,謝 冬,朱占巍

(1.北京電力經濟技術研究院有限公司,北京 100101;2.應急管理部四川消防研究所,四川 成都 610036;3.國網北京市電力公司,北京 100031)

在電纜隧道中,大量電力電纜被集中敷設在隧道兩側的電纜支架上。雖然電纜的集中敷設便于檢修和更換等日常維護工作,但是電纜外護套、絕緣層中使用的聚乙烯和聚氯乙烯等可燃材料也給電纜隧道帶來了火災隱患。如:2021年10月29日凌晨,株洲電纜廊道內起火,消防員撲救3小時才控制火情;2022年6月2日,深圳市一橋底電纜著火,造成28條供電線路全部斷電;2023年3月30日,因電纜溝起火,山西太古高速中西山特長隧道被迫封閉。在電纜隧道中,一旦發生火災則可能會造成巨大的經濟財產損失,而且火災引發的電力中斷也會影響社會正常的生產與生活。

由于電阻的存在,電纜在通電過程中不斷釋放熱量從而導致電纜廊道內溫度較高。盡管電纜外護套在生產時添加了阻燃劑或使用交聯工藝等方法來提升其防火性能,但由于電纜的外護套和絕緣層長期處在高溫環境,因此會出現熱老化的情況。當電纜老化之后,其在高溫環境下更容易燃燒。電纜自燃的原因主要有過載、絕緣層損壞、接頭故障和短路等[1]。方鴻強[2]對某城市電力電纜隧道火災風險進行了分析與計算,結果顯示電纜隧道的火災風險值為2.23×10-2根/年。法國核安全研究所(IRSN)研究發現,在電纜廊道這種受限空間內電纜的燃燒持續時間更長,并且電纜支架靠近墻壁時熱釋放速率的增長速度更快[3]。除此之外,電纜燃燒產生的高溫煙氣沿著廊道頂棚擴展并加熱未燃區域的電纜,極易引發火焰的蔓延[4]。

針對電纜隧道火災風險,前人提出了很多提升電纜隧道火災風險防控能力的方法,主要開展了主動防火和被動防火兩方面的研究工作。主動防火技術主要是通過使用超細干粉滅火裝置、細水霧滅火系統和壓縮空氣泡沫滅火系統等自動滅火設施來撲滅電纜火災[5];而針對被動防火技術,前人主要圍繞隧道斷面防火分隔與防火封堵開展了研究。我國現行規范《電力工程電纜設計標準》(GB 20217—2018)[6]7.0.2條規定“長距離電纜溝、隧道及架空橋架相隔100 m處,或隧道通風區段處,廠、站外相隔約200 m處,宜設置防火墻或阻火段”;《城市綜合管廊工程技術規范》(GB 50838—2015)[7]5.1.4條規定“綜合管廊(包含電纜艙)內每隔200 m應設置防火墻、甲級防火門、阻火包等進行防火分隔”;《建筑防火通用規范》(GB 55037—2022)[8]10.2.3條中規定“室外電纜溝或電纜隧道在進入建筑、工程或變電站處應采取防火分隔措施,防火分隔部位的耐火極限不應低于2.00 h,門應采用甲級防火門”。

直觀上來看,對電纜隧道每隔一定距離設置防火分隔,可阻止火災規模的擴大。但由于設置防火分隔后,可能會對電纜隧道中的自動巡檢設備造成不便,因此在實際工程中對于防火分隔的具體形式存在較大的差異,甚至在部分地區未對隧道斷面采取任何防火分隔措施。前人對不同分隔形式下電纜隧道火災的演變規律進行了相關研究。如:耿德望[9]通過數值模擬發現,兩端封閉的電纜艙中火災的自熄滅時間隨著火源功率的增加而減小;吳照國等[10]開展了電纜隧道封堵形態對電纜隧道火災蔓延影響的數值模擬研究,結果發現在電纜隧道的端口封堵比例超過3/4時火源會熄滅;吳執等[11]研究發現在一端封閉的電纜隧道中,火源越靠近封堵位置,煙氣填滿整個電纜隧道的速度越快。

雖然前人已針對電纜隧道防火分隔開展了部分研究,但針對火災規模較大的電纜隧道極端火災情況下分隔封堵效果尤其是實際工程中常見的電纜隧道斷面局部分隔形式的效果缺乏深入的對比分析研究。因此,本文采用數值模擬方法對無防火分隔時不同火源規模(通過調整電纜燃燒區長度來調節)對電纜隧道內火災發展的影響規律以及不同分隔形式對電纜隧道火災蔓延的影響規律進行研究,以為電纜隧道防火分隔的工程設計提供科學依據。

1 數值模擬方法

電纜廊道可以長達幾公里,甚至幾十公里。由于電纜廊道處于地下,其空間狹小,難以在電纜隧道內開展大規模的全尺寸火災試驗,因此數值模擬方法就成為了一種預測電纜火災時隧道內的溫度和煙氣濃度等特征場分布的重要手段。FDS(Fire Dynamics Simulator)軟件是美國標準技術研究院開發的火災模擬軟件,可用于模擬低馬赫數時的燃燒過程[12]。FDS軟件將大渦模擬作為默認的湍流模型,能夠區分大尺度湍渦和小尺度湍渦,其對湍流亞網格模型默認采用了修正的Deardorff模型?；馂闹械母邷責煔馀c壁面接觸時將會產生對流換熱,造成煙氣熱量損失,因此煙氣層接觸壁面區域的溫度相對較低。當選用大渦模擬方法時,FDS軟件采用了經驗模型計算壁面換熱,并使用經典的自然對流和強迫對流關聯式來確定壁面對流換熱系數。

FDS軟件在電纜火災和電纜隧道火災模擬中得到了廣泛的應用。如:高琪等[13]使用FDS軟件對綜合管廊內的電纜火災進行了數值模擬,并闡述了火源功率和火源位置等因素對溫度分布等火災特征參數的影響規律;黃萍等[14]使用FDS軟件對綜合管廊電纜火災細水霧滅火效果進行了數值模擬;陳立清[15]使用FDS軟件對不同通風和排煙方式對廊道內煙氣的影響進行了數值模擬,結果發現火災后采用機械進風和機械排煙的方式有很好的排煙效果;Tilley等[16]使用FDS軟件對小尺寸隧道火災進行了數值模擬,結果發現數值模擬結果與試驗結果非常符合;Roh等[17]利用FDS軟件預測得到的隧道火災中煙氣回流情況與試驗測量值有很好的一致性。經過很多學者和科研機構的驗證,FDS軟件已在火災科研領域得到了廣泛應用和認可,因此本文使用FDS軟件對電纜隧道火災進行數值模擬研究。

根據某實際工程的設計方案,電纜隧道內使用交聯聚乙烯絕緣聚乙烯護套電纜,電纜的可燃物主要是聚乙烯(PE)。在數值模擬中,電纜隧道的尺寸與實際電纜隧道相同,凈寬2.0 m,起拱線高1.85 m,矢高0.45 m,凈高2.3 m;電纜隧道墻壁厚度為0.25 m,材質為混凝土;隧道兩側電纜支架寬度為0.5 m;模擬計算的電纜隧道長度為250 m。電纜隧道結構示意圖,如圖1所示。

圖1 電纜隧道結構示意圖Fig.1 Schematic diagram of cable tunnel

聚乙烯燃燒過程中的一氧化碳和碳煙的產率分別為0.024和0.06[18],其燃燒熱為43.6 kJ/g。在模擬設置中,燃燒反應的方程式為

C2H4+2.86O2+2.86×3.76N2→0.13C+0.02CO+1.85CO2+2H2O+10.75N2

2012年,美國核管理委員會對多層電纜進行了火蔓延實驗研究,發現熱固性電纜每單位面積的熱釋放速率為100～200 kW/m2[19]。交聯聚乙烯屬于熱固性材料,所以本文中電纜每單位面積的熱釋放速率取200 kW/m2。為了探究不同火災規模下電纜隧道火災的發展規律,火源長度取值從5 m到30 m,無防火分隔時的模擬工況如表1所示。熱釋放速率的增長時間按照t2火進行計算,火源增長系數按照快速火取0.046 9,每一層電纜的熱釋放速率增加到600 kW時所需的時間為113 s。

表1 無防火分隔的模擬工況

本文在設計隧道斷面防火分隔形式時,考慮到運營人員與巡檢設備的通行需求,使得在局部分隔工況下確保電纜隧道中間預留有人員通行的空間,這種設計方案也與部分實際工程案例中的形式保持一致。本文采用防火分隔時的模擬工況,如表2所示。隧道縱向兩個防火分隔之間的間隔是200 m,電纜支架厚度5 cm,電纜支架之間的間距為37 cm。

表2 采用防火分隔的模擬工況

本次數值模擬在電纜支架中央設置溫度切片來監測火災過程中的溫度演化,在距離火源中心100 m處設置溫度和入射熱流測量點。在火災過程中,煙氣與壁面接觸時將會產生對流換熱,造成煙氣熱量損失,因此接觸壁面區域的溫度相對較低。由于本文的研究沒有涉及到煙氣的定量計算,因此忽略了這部分的對流熱損失。在數值模擬中,網格尺寸的劃分和電纜廊道長度的選取會對最終的模擬結果產生較大的影響。因此,為了消除網格尺寸和電纜廊道長度對電纜隧道火災數值模擬結果的影響,本文開展了如下的敏感性分析。McGrattan等[12]提出了用于估算網格精度的方法,推薦D*/δx的值在4至16之間(其中D*為火源的特征長度;δx為網格尺寸)?；鹪吹奶卣鏖L度可以使用以下公式進行計算:

(1)

因此,本次數值模擬網格尺寸的取值范圍可在0.19～0.76 m之間,本次模擬網格設置為邊長0.2 m的立方體。

2 結果與討論

2.1 無防火分隔時電纜隧道火災發展規律分析

電纜隧道結構狹長、橫截面小,火災發生后煙氣會沿著隧道拱頂向遠火端蔓延。圖2展示了無防火分隔條件下火源長度為5 m時,電纜隧道內溫度分布隨時間的變化規律。溫度切片的位置為著火電纜支架的中心,電纜隧道長度為250 m。在圖2中,黑線代表100 ℃等溫線,被黑線包裹的中間區域溫度高于100 ℃,黑線之外區域的溫度低于100 ℃。隨著燃燒時間的增加,高溫區域的面積隨著煙氣的擴散逐漸增大,并在500 s左右達到峰值。由圖2可以看出,電纜燃燒長度在5m左右時,高溫區域的長度非常有限。因此,在實際工程中若能有效控制火災規模,并結合采用阻火包帶等方式阻止火焰沿電纜蔓延的措施,即使不設置防火分隔也能確保遠火端的電纜不會被高溫煙氣引燃。

圖2 無防火分隔條件下火源長度為5 m時電纜隧道內 溫度分布隨時間的變化規律Fig.2 Temperature distribution with time in the cable tunnel with 5 m fire source without fire partition

圖3是無防火分隔條件下火源長度為5 m時距離火源中心100 m處電纜支架上方的溫度和入射熱流隨時間的變化規律。

圖3 無防火分隔時距離火源100 m處電纜支架上方的溫 度和入射熱流隨時間的變化規律(火源長度為5 m)Fig.3 Temperature and incident heat flux with time above the cable support at a distance of 100 m from the fire source (fire source of 5 m) without fire partition

由圖3可知,在整個燃燒過程中,距離火源100 m處的溫度最高值為40 ℃,入射熱流最高值為0.47 kW/m2。通常情況下,電纜外護套材料交聯聚乙烯能夠耐受超過170 ℃的高溫[20]。電纜外護套材料交聯聚乙烯是熱塑性材料,至少需要6 kW/m2的熱流密度才能將其引燃[19]。溫度與入射熱流的峰值上升的幅度很小,再次表明如果能夠及時控制火災規模,距離火源較遠區域的煙氣溫度遠遠低于電纜的臨界引燃條件。

電纜隧道內的熱釋放速率隨著火源長度的增長而增大,電纜隧道內的高溫區域長度也隨之呈現出逐漸增長的趨勢,頂棚射流的蔓延速度也隨之增快。無防火分隔時不同火源長度下煙氣到達距火源中心100 m處的時間,見圖4。

圖4 無防火分隔時不同火源長度下煙氣到達距火源 中心100 m處的時間Fig.4 Time for smoke to reach 100 m from the center of the fire for different fire source lengths (without fire partition)

由圖4可知,無防火分隔時煙氣到達距火源中心100 m處的時間隨著火源長度的增加而減小。

受電纜隧道空間形式的限制,當火源長度較大時,電纜燃燒對氧氣的需求將無法得到充分滿足。這是因為熱釋放速率較大時可燃物對氧氣的需求量增加,且火源附近的高溫區域壓力較大地阻止了新鮮空氣向火源的流動。當氧氣供應無法滿足電纜的充分燃燒時,熱解產物會在隨高溫煙氣向外擴散的過程中與下部新鮮空氣發生摻混,當達到適當條件時又會重新燃燒,導致火焰向遠離火源的區域游走。如圖5所示,無防火分隔條件下,火源長度為10 m時隧道中部的燃燒在780 s時開始衰弱,之后由于缺乏氧氣,火焰向隧道兩端游走。

圖5 無防火分隔條件下火源長度為10 m時電纜隧道內 溫度分布隨時間的變化規律Fig.5 Temperature distribution with time in the cable tunnel with 10 m fire source (without fire partition)

圖6展示了無防火分隔條件下隧道中央不同高度處以及與火源中心不同距離處的氧氣濃度演化規律。如圖6(a)所示,在火焰開始游走時,電纜隧道中央底部區域的氧氣濃度快速下降至7%左右,表明隧道中央區域已經無法滿足電纜燃燒的需求。因此,如圖6(b)所示,隨著煙氣蔓延和火焰游走,與隧道中央較遠的區域氧氣濃度也開始迅速下降。由于隧道結構的限制,電纜燃燒產生的煙氣無法快速排出,這將會加速廊道內火災蔓延的速度。電纜隧道的火災蔓延通常認為有兩種方式,一是火焰通過電纜自身沿水平方向自由蔓延;另一種方式是隧道頂部的高溫煙氣通過輻射和對流的方式傳遞熱量從而引燃電纜。但本節的研究發現,要阻止火災規模的擴大,不僅要抑制火焰沿電纜的蔓延,也要控制因隧道內缺氧造成的火焰游走。

圖6 無防火分隔時隧道中央不同高度處以及與火源 中心不同距離處的氧氣濃度演化規律Fig.6 Evolution of oxygen concentration at different heights in the center of the tunnel and at different distances from the center of the fire source (without fire partition)

經分析發現,燃燒電纜越長,隧道內會更快處于燃燒缺氧狀態,因此就會越早出現游走燃燒。如圖7所示,無防火分隔條件下,火源長度為30 m時隧道中部的燃燒區域在139 s達到峰值狀態,之后由于氧氣供應不足,燃燒形態發生轉變,火焰于244 s時出現明顯的游走燃燒。

圖7 無防火分隔條件下火源長度為30 m時電纜隧道內 溫度分布隨時間的變化規律Fig.7 Temperature distribution with time in the cable tunnel with 30 m fire source (without fire partition)

2.2 防火分隔條件下電纜隧道火災發展規律分析

根據電纜隧道相關規范的規定,并結合實際工程案例中的常見做法,本文設置了三種防火分隔形式。同時,為了探究游走火在不同防火分隔條件下的蔓延情況,本文考慮極端條件下的電纜火災,以下三個模擬工況中電纜燃燒長度均設置為30 m。如2.1節所介紹的燃燒特性,在這種最不利工況下游走火極易產生。因此,本文通過設置不同的防火分隔形式,研究不同分隔形式對火焰沿電纜表面蔓延以及火焰游走行為的抑制效果。

只分隔電纜支架情況下的防火分隔示意圖,如圖8所示。這種防火分隔是為了阻止火焰沿著電纜表面發生縱向自由蔓延,防火分隔的寬度剛好為電纜支架的寬度,分隔區間的距離為200 m。

圖8 只分隔電纜支架情況下的防火分隔示意圖Fig.8 Schematic diagram of fire partition in the case of cable supports partitioned only

只分隔電纜支架情況下電纜隧道內溫度分布隨時間的變化規律,如圖9所示。

圖9 只分隔電纜支架情況下電纜隧道內溫度分布隨 時間的變化規律Fig.9 Change of temperature distribution with time in the cable tunnel with only cable supports partitioned

由圖9可以看出,即使防火分隔阻斷了火焰沿電纜表面發生縱向蔓延的路徑,但火焰也會在隧道中部缺氧的狀態下向防火分隔處游走,導致防火分隔之外的區域溫度顯著升高。這主要是因為,當在電纜隧道的橫斷面增設局部防火分隔后,空氣向火源區域的流動進一步受到限制,火源區的可燃物也更難得到充足的氧氣供應,因此火焰逐漸向防火分隔部位游走,并在防火分隔區域之外形成了高溫燃燒區?？梢?對電纜支架進行局部防火分隔并不能阻止火災規模的擴大。

分隔電纜支架和隧道拱頂情況下的防火分隔示意圖,如圖10所示。與只分隔電纜支架的防火分隔方式相比,分隔電纜支架和隧道拱頂情況下的分隔方式不僅可阻止火焰沿著電纜表面發生縱向自由蔓延,而且隧道頂部區域的分隔還可形成蓄煙空間,可延緩煙氣向其他區域擴散的速度。

圖10 分隔電纜支架和隧道拱頂情況下的防火分隔 示意圖Fig.10 Schematic diagram of fire separation in the case of cable supports and vaults partitioned

分隔電纜支架和隧道拱頂情況下電纜隧道內溫度分布隨時間的變化規律,如圖11所示。

圖11 分隔電纜支架和隧道拱頂情況下電纜隧道內溫度 分布隨時間的變化規律Fig.11 Temperature distribution with time in the cable tunnel with partitioned cable supports and vaults

由圖11可以看出,分隔電纜支架和隧道拱頂方式下的阻隔效果與只分隔電纜支架時類似,隧道中部的燃燒在持續一段時間后,火焰逐漸游走擴散到防火分隔區域外的部位。

由于防火分隔處在煙氣和火焰沿隧道表面縱向蔓延的路徑上,因此電纜支架和隧道拱頂區域的局部防火分隔都能對煙氣和火焰的蔓延形成阻礙(圖12)。但由于防火分隔限制了空氣向火源區域的流動,因此防火分隔的存在反而會增大火焰游走的速度,加速電纜隧道內部的火災發展(圖13)。由圖13可知,火焰從隧道中部初始位置游走至防火分隔(與火源中心相距100 m)處,在無防火分隔時需要645.4 s,但在分隔電纜支架和隧道拱頂區域后需606.8 s,而僅分隔電纜支架區域后需604.6 s。從火源端點到防火分隔處共85 m,通過計算可知無防火分隔時火焰游走的平均速度為0.13 m/s,只分隔電纜支架以及分隔電纜支架和隧道拱頂時火焰平均游走速度均約為0.14 m/s。這反映出局部防火分隔對煙氣和火焰的阻隔作用存在局限性,雖然在火災初期對高溫煙氣的蔓延起到了一定的阻礙作用,但同時又會阻礙隧道下部新鮮空氣的供應,在火災中后期使得高溫未燃組分在遠離初始火源、氧氣更加充足的部位燃燒,直觀表現為火焰加速向其他區域游走。

圖12 防火分隔對煙氣和火焰的阻隔作用Fig.12 Effect of fire partition on the barrier of smoke and flame

圖13 防火分隔對火焰游走速度的影響Fig.13 Effect of fire partition on flame travelling speed

針對隧道斷面局部分隔的不足,本文使用不燃材料對電纜隧道的橫斷面進行全部分隔,其示意圖如圖14所示。

圖14 電纜隧道全斷面分隔的防火分隔示意圖Fig.14 Schematic diagram of the entire cable tunnel section completely partitioned

對整個電纜隧道的橫斷面進行全部分隔之后,隧道內溫度分布隨時間的變化規律如圖15所示。由于整段電纜隧道被封閉,在整個隧道空間內的氧氣質量固定,因此燃燒在達到峰值之后逐漸衰減,電纜隧道內的高溫區域也隨之逐漸縮減,直至電纜隧道內的氧氣被完全消耗,火源熄滅,電纜隧道內的溫度也逐漸降至常溫。

圖15 電纜隧道全斷面分隔時溫度分布隨時間的變化 規律Fig.15 Evolution of the temperature with time when the entire cable tunnel section is completely partitioned

從以上對三種防火分隔形式的分析結果可以看出,在分隔電纜支架和隧道拱頂的情況下,雖然形成了阻斷火焰沿電纜表面蔓延的縱向物理空間,但由于大量高溫未燃熱解組分向遠離火源的區域遷移,火焰會沿著電纜隧道向防火分隔之外的區域游走,并在防火分隔之外形成高溫區域,造成火勢的蔓延,而只有在電纜隧道全斷面分隔的情況下才能使火焰自熄滅。

2.3 電纜隧道內關鍵部位特征溫度對比分析與工程設計建議

通過上述對整個隧道空間內的溫度場分析可知,不同的防火分隔形式對抑制電纜隧道火災的效果不同。本節將進一步選取電纜隧道內關鍵部位的特征溫度開展進一步的對比分析。圖16展示了在電纜初始燃燒長度為30 m時,不同分隔形式下隧道中央距地面2.1 m處的溫度隨時間的變化曲線。

圖16 電纜初始燃燒長度為30 m時不同分隔形式下隧道 中央距地面2.1 m處溫度隨時間的變化曲線Fig.16 Temperature variation curves with time at the center of the tunnel 2.1 m above the ground under different partition layout with an initial burning length of 30 m

由圖16可以看出:受電纜支架和隧道拱頂區域防火分隔的限制影響,煙氣流出量減小導致電纜隧道內部對流熱損失減少,因此該條件下的溫度峰值最高,但實施局部分隔后,火焰向初始燃燒區外游走的時間較早,因此隧道中部的溫度比無分隔時下降更早;在隧道全斷面分隔的情況下,由于沒有煙氣流出和空氣流入,分隔區間內的對流熱損失進一步降低,因此在隧道全斷面分隔情況下燃燒區頂部的溫度下降最晚。

對于不同的分隔形式,穩定燃燒情況下(150 s之前)隧道頂棚最高溫度隨離火源中心距離的演化規律,如圖17所示。在分隔電纜支架和隧道拱頂區域以及隧道全斷面分隔的工況中,距離火源中心100 m以外的區域被隔墻阻擋,因此沒有納入頂棚溫度分析。

圖17 不同分隔形式下隧道頂棚最高溫度隨距離火 源中心距離的演化規律Fig.17 Evolution of the maximum tunnel ceiling temperature with distance from the center of fire source under different partition layout

由圖17可以看出:在相同的燃燒長度下,局部防火分隔的存在會使隧道頂棚溫度明顯升高,尤其在隧道中心處,分隔電纜支架和隧道拱頂區域后,隧道頂棚最高溫度比無防火分隔時高94 ℃,這可能是由于該工況下隧道頂部具有一定的蓄煙蓄熱能力所致;隨著與初始燃燒火源的距離增大,各工況下隧道頂棚最高溫度趨于一致。

通過上述分析并結合2.2節可以看出,在電纜隧道極端火災條件下(電纜初始燃燒長度大于30 m),對隧道斷面的局部防火分隔方式一方面可導致分隔區域內的最高溫度升高,但另一方面也會導致分隔區域內的高溫持續時間縮短,總體上對分隔區域內的熱危害影響不大,但此類分隔方式更大的潛在危害在于可加速火焰向分隔區域外游走,進而可能快速引燃距初始燃燒部位較遠處的電纜。因此,在實際電纜隧道工程中,首先應考慮采取配置自動滅火設施等措施來控制火災規模,避免出現大范圍極端火蔓延情況;然后還應考慮自動滅火失效后,通過合理設置防火分隔來形成第二道防線,防止電纜火災沿隧道縱向出現大范圍蔓延,在本文考慮的電纜極端火條件下,對隧道斷面的局部防火分隔不能阻斷火焰游走,因此在電纜隧道的消防設計中,建議盡量采用隧道全斷面分隔的方式來實現有效的防火分隔;若需考慮人員或設備的通行需要,可在防火隔墻上開設具有相應耐火極限的防火門。

3 結 論

本文通過數值模擬方法研究了不同火源長度下的電纜隧道火災發展規律,分析了三種防火分隔形式對抑制電纜隧道火災發展的影響規律。得到主要研究結論如下:

1) 在電纜隧道火災中,電纜燃燒長度越大,高溫煙氣和火焰的蔓延速度越快,也越容易出現游走燃燒。電纜燃燒長度為5m時,火災一直處于局部燃燒,未發生大范圍蔓延;但當電纜燃燒長度增加到10 m以上時,隧道中部的燃燒區由于不能獲得充足的氧氣供應,會使得火焰向隧道兩端快速游走,導致電纜隧道內部更多的區域處于高溫環境。

2) 對隧道橫斷面采取局部防火分隔可對煙氣的擴散起到一定的限制作用,但同時防火分隔也進一步限制了空氣向火源區域的流動,反而會促使火焰更早開始向外游走。只分隔電纜支架區域以及分隔電纜支架和隧道拱頂區域時,火焰游走的平均速度約為0.14 m/s,在相同情況下無防火分隔時火焰游走的平均速度約為0.13 m/s。

3) 對于較大規模的極端電纜火災,對隧道橫斷面的局部分隔雖然能在一定程度上抑制火災初期煙氣的蔓延,但由于存在游走火機制,在火災中后期無法阻止火災的快速蔓延,只有隧道全斷面完全分隔才能使火焰自熄滅。

4) 若實際工程中無法對電纜隧道實施全斷面分隔封堵,則應采用自動滅火設施等消防技術措施來控制電纜火災熱釋放速率,防止火焰游走導致的大規模極端火災出現,盡量避免出現電纜隧道極端火情況,從而最大程度地降低火災造成的危害。