城市隧道水消防系统设计综述

城市建筑Ｉ学者研究Ｉ　ＵＲＢＡＮＩＳＭ　ＡＮＤ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　ｌ　ＳＣＨＯＬＡＲＳ－ＳＴＵＤＹ　城市隧道水消防系统设计综述　Ｓｕｍｍａｒｉｚｅ　ｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｆｉｒｅ　Ｆｉｇｈｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｃｉｔｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　■张红兵一Ｚｈａｎｇ　Ｈｏｎｇｂｉｎｇ　【摘要】本文介绍了城Ｉｆ　隧道水消防的发展状况．并对不同　类型的水消防系统进行了详细分析　由于日前国家尚未出　时，应保证枯水期最低水位仍能满足消防用水量。　消防给水方式根据压力大小，可分为常高压给　每个设置点不应少于４具。Ｉ灭火器设置点的间距不　应大于１Ｏ０ｍ，两侧交错布置　通行机动车的四类隧　道和人行或通行非机动年的：类隧道．应在隧道一　层设置ＡＢＥ类灭火器；每个设置点不应少于２具，　设置点间距不宜大于５０　ｍ。隧道内灭火器的配置基　准不应小于表１的规定。　表１隧道内灭火器配置撼准　隧道火火器配置基准Ｕ（ｍ　／Ｂ）　７．５　台专业的城市隧道消防设计规范，所以在工程设　中建议　设计者需要综合国内外不同｛１】＝业规范标准，来实现工程的　安伞无患。　水系统、临时高压给水系统和低压给水系统。常高　压给水系统指管网内经常保持足够的压力和消防用　水量：火场上不需要使用消防车或其他移动水泵等　消防设施加压，直接由消火栓接出水带就可满足水　枪出水灭火要求的给水系统　临时高压给水系统是　【关键词】地Ｆ　问消火拴灭火器水成膜泡沫　指给水管道内平时水压不高，其水压和流量不能满　ＩＡｂｓｔｒａｃｔｌ　Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｕｒｂａｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｆｉｒｅ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔ－　ｅｍｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｉｔｙ　ｈａｓ　ｎｏｔ　ｙｅｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　ｔｕｎｎｅｌ　ｆｉｒｅ　ｐｒｏｔｅ—　ｃｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎｓ，ｓｏ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎｅｒ　ｎｅｅｄｓ　ｔｏ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ—　ｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｏｐｏｓａｌ　ｏｆｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　ａｔ　ｈｏｍｅ　每具灭火器最小配置火火　级别饥　１０Ｂ　足最不利点的灭火需要，在水泵房内设有消防水泵，　当接到火警时，启动消防泵使管网内的压力达到高　压给水系统水压要求的给水系统。低压给水系统是　指管网内平时水压较低，灭火时所需水压和流量要　由消防车或其他移动式消防泵加压提供的给水系　统。　每个灭火器箱内的灭火器数量按照下式计算　Ｎ：ＫＫ　—ＬＷ——　式中。Ｎ——每个火火器材箱内的灭火器数量：　Ｌ——灭火器材箱的设置间距．ｍ；　——单洞隧道　横断面的建筑限界净宽，ｍ：Ｕ——隧道灭火器的配　一　叠一置基准，ｍ　／Ｂ；　．——拟选用灭火器所对应的配置灭　火级别，　Ｂ；　——灭火设施修正系数。未设置灭　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ，ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ’ｓ　ｓａｆｅｔｙ　消防给水管网应布置成换环状：向环状管网供　水的给水管不应少于两条，当其中一条发生故障时，　其余的进水管应能满足消防用水量的供给要求，通　常从市政给水管道上分别引出两条消防管道，在两　侧隧道内全线贯通，并于敞开段处连成环状，从而形　成安全可靠的供水系统。环状管道采用阀门分成独　立的若干段，每段消火栓的数量不宜超过５个，并　在其最高点设放气阀，最低点设泄水阀。为便于布　管及管线紧凑，通常在每孔隧道的右侧，每隔５０　ｍ　设消火栓箱一套，同时在箱内报警按钮各・个。按　照规范要求，在隧道出入口处应设置室外消火栓，　以满足室外消防用水量要求。同时。根据其用水量　ＩＫｅｙｗｏｒｄｓｌ　ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ．ｆｉｒｅ　ｈｙｄｒａｎｔ．ｆｉｒｅ　ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｅｒ，ａｑｕ－　ｅｏｕｓｆｉｌｍ　ｆｏｒｍｉｎｇｆｏａｍ　前言　火系统的，Ｋ取１．０：设置消火栓系统或水成膜泡沫　灭火装置的，Ｋ取０　７。Ｋ　——长度修正系数：特长　隧道、双向交通长隧道．取１．３；其余隧道，取１．０。　３．固定式水成膜泡沫灭火系统　固定式水成膜泡沫灭火系统々门用于扑灭汽油　等易燃液体火灾。泡沫药剂与水混合，产生水泡沫，　覆盖在油层表面，并结成薄膜，使火焰窒息而灭。　它具有抑制油层表面汽油蒸发的能力，阻止火灾蔓　固　城市隧道的建设，有效地改善了城市的通行能　力，缓解了城市交通压力。但是，由于地下空间相　对封闭，交通流量人，车辆类型多、午辆自身为可　燃物且配何储存油箱，发生火灾事故的机率ｆｊ危险　性很高，火灾的扑救较建筑火灾更为困难，可能造　成重大事故。因此，火灾安全成了亟待解决的技术　问题．对城市隧道配置有效的水消防设施是非常必　要的　一大小，鉴于隧道整体狭长，不同于一般建筑物，在　隧道两端分别设置２个地上式水泵结合器。消火拴　箱在设汁中一般与固定式水成膜泡沫灭火系统合　延。泡沫灭火削主要有普通蛋白泡沫灭火剂、氟蛋　白泡沫灭火剂和水成膜泡沫　火剂。水成膜泡沫灭　火剂，简称ＡＦＦＦ，是困际上２０世纪６０年代发展起　来的…‘种高效泡沫灭火剂，并被普遍采用。　、水消防的类型　城市隧道是公路隧道的延伸，早期水消防设施　主要出现在公路、铁路等交通工程中，大多采用传　统的消火栓系统、灭火器与固定式水成膜泡沫灭火　用，箱内主要包括消火栓、水带、水枪、自救式消　防软管卷盘、消防水泵启动按钮以及泡沫设施等，　如图１所示。　固定武水成膜泡沫箱与消火拴箱合用，给水管　道也可与消火栓系统合用。泡沫系统主要包括３０　Ｌ　水成膜泡沫液储罐１个，比例式混合器１个，泡沫　喷射枪１支，２５ｍ长　２０喷射用橡胶软管１条及软　管导向架等，喷射时间不小于２２分钟。泡沫液与水　经比例混合器混合后，形成浓度比为３％泡沫混合液，　直接对准火源喷洒，非常方便。隧道内水成膜泡沫　消火栓用水量为１　Ｌ／ｓ，最不利点水成膜泡沫消火栓　得供水压力不应小于０．３５　ＭＰａ。　４．自动喷水灭火系统　系统的组合方式。近年在公路和城市隧道开始应用　自动化程度较高的系统，如：自动喷水灭火系统、　水喷雾灭火系统、泡沫一水喷雾联用灭火系统等。　由于目前尚未出台针对城市隧道的防火设计规范．　所以我们仍然需要借鉴国内外的经验及参考公路等　ｔ－￣Ｊ，ｃＩ规范。　二、水消防的设计原则及参数确定　１．消火栓系统　消火栓系统是使用最广泛，最经济有效的灭火　设备，技术成熟可靠，可扑火多种类型火灾，由专　业消防人员操作，大大降低火灾损失　消火栓系统　主要由水源、供水设备、管道、消火栓、水枪、水　带等组成。　隧道的消防用水水源对水质没有特殊要求，除　了市政水源以外，天然水源或消防水池均可。城市　隧道消防用水首先选择利用市政给水管供给。在市　政给水管不能满足消防用水量要求时，考虑在隧道　内或附近合适位置设置消防水池，或利用就近的天　然湖泊、河流、小溪等地农水。利用天然水源供水　图１消火栓箱、灭火器箱布置示意图　自动喷水灭火系统在国内外的隧道中并不多　见，美国消防协会制订的ＮＦＰＡ５０２《公路隧道、桥　梁及其他限制性通道标准》也不提倡应用自动灭火　系统。欧洲大部分国家的现有规范均不提倡设置自　动灭火系统。目前自动喷水灭火系统不提倡采用的　主要原因归纳如下：费用比较高：喷头喷水会扰动　上层烟气层，使下层清洁宅气和上层高温烟气掺　混，从而增加对人们的危害，不利于人员逃生及消　防人员的灭火：会产生高温蒸气伤害行人且降低可　视率。　２．灭火器　灭火器的应用范围很广，主要是由它的轻便灵　活、操作容易、价格低廉等特点决定。灭火器主要　用于扑灭小型或初期火灾。隧道火灾引发的部位有　油箱、驾驶室、行李或货物、客箱座位等，火灾类　型一般为Ａ、Ｂ类混合火灾，部分可能因隧道内电器　设备、配电线路等Ｅ类火灾引起。因此，应配置能　扑灭ＡＢＥ类火灾的灭火器。　根据危险等级分类，城市地下空间为严重危险　级。一、二类隧道应在隧道两侧设置ＡＢＥ类灭火器，　５．水喷雾灭火系统　４３　水喷雾灭火系统是一种局部灭火系统，水雾直　接撞击到被保护对象的表面，根据喷头压力的不同　来用于防护冷却或灭火、控火的作用．在隧道内一　般用于防护冷却。系统主要由水雾喷头、雨淋阀组、　放气阀、过滤器、管道、供水设施等组成，如图２所　示。　式中，尺——水雾锥底圆半径（ｍ）：Ｂ——喷　三、结语　口与保护对象之间的距离（ｍ）：０——水雾喷头的　雾化角（。）取值范围为３０。、４５。、６Ｏ。、９０。、　ｌ２０。。　对于城市隧道，在全面考虑不同火灾特点之后，　充分利用相应的水消防设施，优化组合，把火灾限　制在最小范围内。水消防仅仅是隧道防灾的一部分，　除此之外还需要有完善的消防组织、科学的管理、　紧急报警等城市地下车行系统防灾救援的综合措　施。　水喷雾灭火系统可参考日本采用的布置方式：　沿着隧道纵向３０￣５０　ｍ为一个保护区域，喷水强度　为６Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ　），火灾时水喷雾系统经水力电动阀　与干管连接与报警阀联动。　６．泡沫一水喷雾联用灭火系统　参考文献　［１］中华人民共和国国家标准．ＧＢ　５００１６—２００６，建筑　设计防火规范［ｓ］．　［２］中华人民共和国国家标准．ＧＢ５０１２９—９５，水喷雾　灭火系统设计规范［ｓ］．　泡沫～水喷雾联用灭火系统同时综合了泡沫灭　火和水喷雾防护冷却的双重优势。泡沫一水喷淋系　统通常的工作次序是先喷泡沫灭火，然后喷雾冷却。　系统主要由泡沫一水雾两用喷头、雨淋阀组、比例　混合器、电磁阀、放气阀、过滤器、供水管道、供　泡沫液管道、供水设施、供泡沫液设施等组成，见　图２水喷雾灭火系统示意图　［３］中华人民共和国国家标准．ＧＢ５０１５卜２０１０，泡沫　灭火系统设计规范［ｓ］．　［４］上海市工程建设规范．ＤＧ／ＴＪ　０８—２０３３—２００，道路　隧道设计规范［Ｓ］．　图３所示。设计用水强度６．５　Ｌ／ｍｉｎ．ｍ　，作用面积　不宜大于６００　ｍ　。最不利点处喷头的工作压力不小　于０．３５　ＭＰａ。持续喷雾时间不应小于１小时。　设计用水强度６　Ｌ／ｍｉｎ．ｍ　，作用面积不宜大于　［５］中华人民共和国行业标准．ＪＴＧ　Ｄ７０—２００，公路隧　道设计规范［ｓ］．　６００　。最不利点处喷头的工作压力不小于０．２　ＭＰａ。　持续喷雾时间不应小于４小时　系统设计流量公式　［６］中华人民共和国行业标准．ＪＴＧ／Ｔ　Ｄ７卜２００４．公　路隧道交通工程设计规范［Ｓ］．　按下式计算：　＝Ｋｇ，　（２）　式中　——系统的设计流量（Ｌ／ｓ）；Ｋ——安　（作者单位：济南市市政工程设计研究院（集团）　有限责任公司）　全系数，取１．０５～１．１；口．——计算流量（Ｌ／ｓ）。　水雾喷头在采用矩形布置时，喷头之间的距离　不应大于１．４倍的水雾锥底圆半径，系统设计流量　公式按下式计算：　Ｒ＝ＢｔｇＯ　（３）　图３泡沫一水喷雾联用灭火系统示意图　四、结语　甚至灵魂　在实施初期，肯定会出现经济成本高等　现实问题。但是从长远的发展着眼，这些困难问题　都是微不足道的。对绿色建筑的坚持以及投入，必　然会有丰厚的回报。无论是对我们，还是对我们的　［１］高轶昆．谈绿色建筑及其发展现状［Ｊ］．科技创新　与应用，２０１２（１５）．　针对绿色建筑这一概念，在目前阶段所能考虑　到的，就已经有这么多方方面面的问题了。在以后　具体的实施过程中，还会出现许多不可预见的问题。　这些只能在具体的发展中再去探索，再去解决，这　无疑是一个艰难的而充满未知的过程。但无论如何，　绿色建筑的价值是不可估量的。毫不夸张的说，绿　［２］马庆梅．绿色建筑及绿色建筑的发展现状［Ｊ］．民　营科技，２０１２（０８）．　（作者单位：建筑科技大学建筑设计研究院．西安　７１００５５）　子孙后代，这都是一项伟大的工程，为了生活不再　仅仅是生存，我们应积极的加入到绿色建筑的行列　中去，坚持环保的思想，顺应时代的发展。