高風(fēng)速下的隧道火災(zāi)溫度場實驗研究與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)實施

林波

摘 要：隧道作為交通運輸體系的組成部分，一旦發(fā)生火災(zāi)事故會造成嚴重后果，因此，需要在設(shè)計環(huán)節(jié)考慮到如何防范事故發(fā)生，事故發(fā)生時能夠及時采取預(yù)案從而降低事故影響。本文就高風(fēng)速下的隧道火災(zāi)溫度場實驗研究與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)實施做簡要闡述。

關(guān)鍵詞：高風(fēng)速 隧道火災(zāi)溫度場實驗 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

中圖分類號：U459 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0040-02

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

1 火災(zāi)自動探測與報警實驗設(shè)計

為了更好地了解技術(shù)應(yīng)用效果與研究工作存在的問題，可以通過試驗獲得相關(guān)數(shù)據(jù)從而為裝置研發(fā)提供參考。試驗隧道長度為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個探測滅火分區(qū)，每個分區(qū)為25m。試驗采用了符合規(guī)定的柴油，牌號選擇需要考慮到能夠滿足冷濾點參數(shù)低于點火前環(huán)境溫度要求，引燃燃料使用正庚烷。燃料添加過程首先是向試驗盤內(nèi)部添加柴油，之后再向試驗燃火盤中部添加引燃燃料。試驗火燃料用試驗火盤來盛放，試驗期間需要確保燃料底部水襯深度保持在合理范圍內(nèi)，試驗盤容積尺寸誤差需要控制在合理范圍內(nèi)，試驗盤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，并且確保不會發(fā)生泄漏。

點火時將點火器棉紗蘸上少量引燃材料，點燃后引燃盤內(nèi)燃料，之后將點火器置入密封閉金屬自行熄火。引火時需要利用火罩遮擋，避免引發(fā)試樣動作。試驗火在熄滅時同樣需要遵循相關(guān)原則，正常情況下需要使其自行熄滅，燃燒時間大約維持在3min左右。非正常情況下需要滅火時，需要利用干粉滅火器，并且處于上風(fēng)向。每次試驗開始都需要加注新的水襯，如果試驗火自然熄滅，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。

點火試驗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。試驗過程中應(yīng)該準備有干粉滅火器，工作人員需要佩戴相應(yīng)的防護設(shè)備。物品管理方面，實驗結(jié)束后，裝置需要妥善保管，試驗結(jié)束后需要回收廢棄物，避免對環(huán)境造成污染。

受試設(shè)備主要是感溫火災(zāi)探測器，依據(jù)國標規(guī)定，光纖光柵間距需要控制在10m范圍內(nèi)。因此，在試驗過程中將設(shè)備光纖光柵間距控制在10m。為通過試驗獲得試驗火的不同位置、不同工況，火災(zāi)探測器需要將其設(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)定的方法對其進行調(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)制造商提供的報警級別進行設(shè)置。

試驗數(shù)據(jù)記錄十分重要，通過對試驗數(shù)據(jù)進行分析，了解試驗存在的問題，同時能夠通過研究為隧道設(shè)計與防火工作提供參考。

2 實驗結(jié)果分析

通過對同一點火位置不同風(fēng)速下結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析，點火位置在傳感器的正下方，報警裝置能夠在規(guī)定時間內(nèi)報警，并且隧道頂部溫度不能達到預(yù)定的報警溫度值。當風(fēng)速分別是1.5m/s與4.5m/s時，報警點的位置會出現(xiàn)偏差，表明差溫報警時，不能只考慮到單點溫度變化情況，同時還需要結(jié)合到周邊監(jiān)測點溫度變化情況，通過綜合分析從而得到準確報警位置。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，但是速度會越快，因此也不能單一只考慮到超出溫差報警閾值，同時要考慮到超出幅度，從而實現(xiàn)高風(fēng)速狀況下準確報警。

3 高風(fēng)速下火災(zāi)自動報警策略

風(fēng)速較高時，報警響應(yīng)時間應(yīng)該在規(guī)定范圍內(nèi)，但是報警點位置偏差比較大，傳感器與點火位置相距10m之外，在5s內(nèi)升溫速率會超過閾值。分析原始溫度數(shù)據(jù)，在報警位置溫度上升速率非常快，但是溫度變化值非常小，溫度變化其絕對值比較低，因此，可以將絕對值作為判斷條件之一。在算法方面，單點溫度差溫算法或者是定溫綜合算法，如果其可能性大于1則表示會有火災(zāi)發(fā)生，之后對算法進行修正。如果閾值降低，警報響應(yīng)的時間就需要相應(yīng)縮短，但是此種做法會影響到報警點判斷。溫度場預(yù)估火點修正，首先需要對報警點一定范圍內(nèi)溫度場面積進行計算。結(jié)合到前期對風(fēng)速的分析情況，高風(fēng)速對應(yīng)了大面積，低風(fēng)速則對應(yīng)了小面積。結(jié)合到溫度場面積對著火點進行修正。如果下游溫度場面積小于上溫度場面積時，要對位置進行進一步修正。最后基于報警點對預(yù)估著火點進行修正。

為了對感溫部件改進、火災(zāi)快速預(yù)報、定位糾偏等效果進行驗證，檢驗高風(fēng)速情況下火災(zāi)報警性能，可以對專用的火災(zāi)探測器性能進行測試。依據(jù)項目研究設(shè)置火災(zāi)場景，基于同一場景分別測試在不同風(fēng)速條件下的不同工況。為了與隧道工程實際應(yīng)用的其他探測器進行比較，也可以設(shè)置相應(yīng)的場景進行對比測試。

4 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)實施

火災(zāi)報警系統(tǒng)安裝工作需要具備資質(zhì)在施工單位開展，單位必須要有相關(guān)行政部門核發(fā)的證書。消防設(shè)施承包企業(yè)項目經(jīng)理、質(zhì)檢人員、技術(shù)人員、安全員等需要經(jīng)過專業(yè)考試，合格后才能上崗工作。消防報警系統(tǒng)工程施工需要具備相關(guān)條件、設(shè)計圖紙與說明書、設(shè)備邏輯說明等相關(guān)文件。分項工程安裝施工需要的技術(shù)文件與相關(guān)說明等，并且上述文件都需要經(jīng)過有關(guān)部門檢查核驗?；馂?zāi)報警系統(tǒng)設(shè)施需要符合國家及行業(yè)標準，需要經(jīng)過相關(guān)機構(gòu)檢測，并且有完善的質(zhì)量合格文件。設(shè)計單位要做好技術(shù)交底工作，施工單位需要明確工作崗位職責，完善與施工相關(guān)的技術(shù)標準。

工程建設(shè)需要依據(jù)設(shè)計圖紙進行，施工單位不能隨意更改，如果需要更改，需要申報審批。施工結(jié)束后需要進行測試，測試工作開展前需要確保以下條件具備。報警系統(tǒng)安裝完成，技術(shù)到位，不存在質(zhì)量問題、技術(shù)問題，安裝過程中需要的檢查與檢驗工作都已經(jīng)完成。系統(tǒng)材料、設(shè)施、組件等都符合標準，施工不存在質(zhì)量問題，系統(tǒng)電力設(shè)備能夠正常工作，不能采用臨時供電措施。系統(tǒng)調(diào)試與檢查工作需要專業(yè)工作人員開展，工作人員需要依據(jù)規(guī)定的流程與標準開展工作，明確工作人員職責。調(diào)試工作結(jié)束后需要依據(jù)規(guī)定填寫報告。

系統(tǒng)安裝竣工前需要提交資料，包括了設(shè)計變更文件、竣工圖紙、相關(guān)部門法律文書。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)檢測報告、系統(tǒng)設(shè)施組件維護與使用說明。

5 結(jié)語

隧道是特殊條件下采用的交通通行方式，設(shè)計工作需要考慮多個方面內(nèi)容。某些隧道可能距離較長，因此，在隧道的不同位置，安全工作考慮的內(nèi)容也不一樣?；馂?zāi)事故是隧道設(shè)計工作需要考慮的重點內(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)計工作避免火災(zāi)事故發(fā)生，并且要設(shè)計有應(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間內(nèi)啟動處理程序，各項設(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

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