高壓細(xì)水霧系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用研究

褚新穎

(天津市河西區(qū)消防救援支隊，天津 300222)

1 概述

地鐵作為大城市公共交通重要工具，具有運(yùn)輸量大、速度快的特點(diǎn)，特別是地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營體系的形成，使得居民出行更加便利，因此越來越多的市民出行選擇乘坐地鐵。隨著科技的發(fā)展，地鐵自身起火源控制措施日趨完善，但對于重要點(diǎn)位的消防救援能力仍需加強(qiáng)。根據(jù)調(diào)研，地鐵火災(zāi)中電氣設(shè)備火災(zāi)和人為縱火的占比最大。因此需要進(jìn)一步加大對于這兩類火災(zāi)的重視程度。

針對電氣設(shè)備火災(zāi)，根據(jù)規(guī)范要求[1-3]，地下車站的重要電氣設(shè)備房間內(nèi)需設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，目前國內(nèi)主要的自動滅火系統(tǒng)包括氣體滅火系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，其中氣體滅火系統(tǒng)使用率較高。該系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、初期投資較低的優(yōu)點(diǎn)，但氣體鋼瓶需要定期檢驗(yàn)，導(dǎo)致運(yùn)營費(fèi)用較高。

針對人為縱火，當(dāng)其發(fā)生在車站公共區(qū)內(nèi)時，站內(nèi)的工作人員可使用滅火器或消火栓進(jìn)行撲救，救援能力較強(qiáng)，但當(dāng)其發(fā)生在列車車廂內(nèi)部時，往往會造成較大的危害。目前車廂內(nèi)部的消防設(shè)施為滅火器、報警設(shè)施和疏散指示，區(qū)間內(nèi)部的消防設(shè)施為消火栓栓口、報警設(shè)施和疏散指示，滅火設(shè)施均需要工作人員現(xiàn)場手動使用，但車廂內(nèi)的工作人員較少，面對緊急事件，不能做到及時響應(yīng)處理。

因此，推廣采用新技術(shù)，提高地鐵消防系統(tǒng)化能力，是社會發(fā)展需要。高壓細(xì)水霧自動滅火系統(tǒng)作為一種新型的消防技術(shù)，具有滅火、控火、阻火、降溫和凈化煙氣的作用，無毒，可以滿足地鐵特殊空間環(huán)境的滅火、控火要求，解決實(shí)際問題。

2 國內(nèi)外發(fā)展情況分析

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)是一項預(yù)防撲救火災(zāi)的新技術(shù)，在國外地鐵中已有大量應(yīng)用。從1996年開始，西班牙馬德里地鐵先后在6號～10號線的82個地鐵車站、集中了12條線的控制中心和75輛列車采用了高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。另外1號～5號線的哈龍氣體滅火系統(tǒng)也逐步改造為高壓細(xì)水霧系統(tǒng)。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在馬德里地鐵車站的保護(hù)對象主要包括：車控室、電氣設(shè)備房(通信、信號、低壓室和蓄電池室等設(shè)備房)、售票亭、扶梯下部、商鋪等。布達(dá)佩斯M2號線(共11個站臺，總長10.4 km)采用高壓細(xì)水霧系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)對象包括站臺上的列車、月臺下的電纜隧道、深層地鐵車站的自動扶梯下方區(qū)域等處。

在國內(nèi)，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)已用于上海地鐵4號，6號線的控制中心，2號，7號，9號，10號線的車站軌行區(qū)。上海地鐵11號線全線電氣設(shè)備間和軌行區(qū)采用高壓細(xì)水霧系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。廣州地鐵(珠江新城線)、7號線、無錫地鐵1號線、杭州地鐵4號線也采用高壓細(xì)水霧系統(tǒng)保護(hù)電氣設(shè)備間。杭州地鐵1號線超長區(qū)間采用細(xì)水霧霧環(huán)，熱煙試驗(yàn)采用1∶2.5模型進(jìn)行試驗(yàn)。沈陽地鐵1號，2號線已將車載滅火系統(tǒng)應(yīng)用于地鐵車輛。天津地鐵4號，10號線車站電氣設(shè)備房間施工圖階段采用高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，目前已進(jìn)入設(shè)備安裝階段。

3 應(yīng)用方案分析

3.1 電氣設(shè)備房間細(xì)水霧系統(tǒng)

根據(jù)規(guī)范要求，地下站重要電氣設(shè)備房間內(nèi)需設(shè)置自動滅火系統(tǒng)，主要包括三種形式：七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)、IG541氣體滅火系統(tǒng)和高壓細(xì)水霧自動滅火系統(tǒng)。經(jīng)調(diào)研，國內(nèi)主要地區(qū)地鐵線路電氣設(shè)備房間自動滅火系統(tǒng)方案以IG541氣體滅火系統(tǒng)為主，具體詳見表1。

表1 國內(nèi)主要地區(qū)地鐵車站自動滅火系統(tǒng)應(yīng)用方案

三種自動滅火系統(tǒng)滅火效果均能滿足要求，但氣體滅火系統(tǒng)中的藥劑需儲存在藥劑瓶中，該瓶組屬于高壓容器，需定期檢測，導(dǎo)致運(yùn)營費(fèi)用較高，具體經(jīng)濟(jì)對比見表2。

由此可見，與氣體滅火系統(tǒng)相比，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)全生命周期投資較少，運(yùn)營維護(hù)工作量較少。

當(dāng)電氣設(shè)備房間中采用高壓細(xì)水霧系統(tǒng)時，各項技術(shù)參數(shù)可按照GB 50898—2013細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的要求完成，有條件時，宜經(jīng)過實(shí)體火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)對于噴霧強(qiáng)度、噴頭布置間距和安裝高度等重要參數(shù)進(jìn)行確定。

表2 自動滅火系統(tǒng)全生命周期投資對比

3.2 軌行區(qū)細(xì)水霧霧幕系統(tǒng)

當(dāng)列車在區(qū)間中發(fā)生火災(zāi)時，列車帶火進(jìn)站，屏蔽門開啟，旅客于第一時間向站臺疏散時，由于缺乏有效的物理屏障將車內(nèi)外煙氣、熱量阻隔于屏蔽門外側(cè)，協(xié)同配合軌頂風(fēng)道排除煙氣，進(jìn)而會發(fā)生煙氣向站臺彌漫，降低能見度，擴(kuò)大危險面，為疏散和救援帶來難度。

調(diào)研結(jié)果顯示國內(nèi)地鐵在解決此類問題，可提高軌行區(qū)火、煙阻隔能力上采取的防護(hù)措施，高壓細(xì)水霧霧幕系統(tǒng)因其采用降溫、隔煙、釋毒的優(yōu)勢作用，在上海及其周邊地區(qū)的多條線路的車站軌行區(qū)上得到應(yīng)用。細(xì)水霧霧幕安裝示意圖如圖1所示。

軌行區(qū)細(xì)水霧霧幕系統(tǒng)設(shè)計過程中暫無可參考的國家規(guī)范，可借鑒上海等已實(shí)施區(qū)域的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)完成，對于噴霧強(qiáng)度、噴頭布置間距和安裝高度等重要參數(shù)經(jīng)過實(shí)體火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定。

1)噴霧強(qiáng)度?？紤]到該區(qū)域設(shè)置細(xì)水霧系統(tǒng)主要目的是為了屏蔽煙氣和阻隔熱量，因此噴霧強(qiáng)度可適當(dāng)降低，屏蔽門上方噴頭流量系數(shù)為k=0.13，非屏蔽門上方為k=0.042。

2)噴頭布置間距。屏蔽門上方噴頭間距為0.5 m，非屏蔽門上方為1.0 m。細(xì)水霧霧幕系統(tǒng)平面布置圖見圖2。

3.3 車載細(xì)水霧系統(tǒng)

目前既有地鐵列車車輛火災(zāi)報警設(shè)施可及時探測到火災(zāi)并確定火災(zāi)位置，通信系統(tǒng)可確定列車位置，但乘客或乘務(wù)人員需采用滅火器進(jìn)行滅火，無自動滅火設(shè)施?？紤]探測火災(zāi)具體位置需要一定的時間，且到發(fā)生火災(zāi)造成人員恐慌，乘務(wù)人員很難抵達(dá)現(xiàn)場滅火，用滅火器將火撲滅，乘客在恐慌狀態(tài)下，也很難用滅火器將火撲滅。

根據(jù)目前地鐵列車車輛存在的火災(zāi)安全隱患以及對既有列車車廂滅火設(shè)施的分析，可得出目前地鐵列車車廂需要設(shè)置自動式火災(zāi)滅火或控火系統(tǒng)結(jié)論，故為減少火災(zāi)發(fā)生時的危害，在列車車廂設(shè)置自動式滅火系統(tǒng)是必要的。

目前高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在地鐵車廂的應(yīng)用主要有以下兩種系統(tǒng)：泵組式細(xì)水霧滅火系統(tǒng)和瓶組式細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。泵組式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)與瓶組式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)對比見表3。

表3 泵組式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)與瓶組式系統(tǒng)比較表

瓶組式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)在國外多個軌道交通有過成熟的使用業(yè)績，在國內(nèi)也有部分線路使用，但使用時高壓氣瓶的安全問題應(yīng)在安裝位置和檢修規(guī)程上進(jìn)行預(yù)防。泵組式高壓細(xì)水霧系統(tǒng)在國內(nèi)外應(yīng)用案例較少，使用前，需與車輛廠配合確定安裝方案。

4 結(jié)論及建議

與傳統(tǒng)滅火設(shè)施相比，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)具有滅火介質(zhì)無毒無害、管道布置靈活和全生命周期經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢，可以在一定程度上補(bǔ)強(qiáng)站內(nèi)的消防設(shè)施，提高地鐵車站的消防救援能力。但目前對于該系統(tǒng)的部分設(shè)計參數(shù)尚無明確規(guī)范要求，因此在應(yīng)用前需進(jìn)行實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)，保證設(shè)計參數(shù)準(zhǔn)確合理。