綜合管廊火災(zāi)分析及滅火系統(tǒng)選擇探討

盧守波

（中國(guó)海誠(chéng)工程科技股份有限公司，上海 200031）

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程加快，大量建設(shè)猶如雨后春筍，在經(jīng)濟(jì)繁榮的同時(shí)，各種問(wèn)題凸顯，如到處開(kāi)挖路面、架空線網(wǎng)密集、管線破裂事故頻發(fā)等。為提高城市綜合承載能力，促進(jìn)城市集約化高效發(fā)展，大力推進(jìn)城市綜合管廊建設(shè)具有重要意義。本文針對(duì)綜合管廊內(nèi)起火原因、火災(zāi)特點(diǎn)，闡述了綜合管廊內(nèi)幾種常用的自動(dòng)滅火系統(tǒng)并其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析研究，提出了綜合管廊自動(dòng)滅火系統(tǒng)的建議和看法，為新建綜合管廊消防自動(dòng)滅火系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)提供參考。

1 綜合管廊火災(zāi)分析

綜合管廊主要容納電力電纜、通信、熱力、給排水、燃?xì)獾裙艿溃约白杂美|線和附屬設(shè)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(zāi)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(fā)生過(guò)熱，引起燃燒；2）用電終端造成輸電線路過(guò)載，電纜通過(guò)的電流強(qiáng)度超過(guò)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(zāi)。

1.1.2 其他因素起火

綜合管廊配備了照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等，其電氣控制設(shè)備可能因故障產(chǎn)生電火花，引燃可燃物著火。綜合管廊在進(jìn)行巡檢或者維修時(shí)，工作人員由于操作不當(dāng)或失誤引燃檢修用品或堆料，引發(fā)火災(zāi)。對(duì)于容納污廢水管道的管廊，管道破損后可能析出可燃?xì)怏w，如硫化氫、甲烷等，在管廊內(nèi)聚積，達(dá)到一定濃度后遇火星引發(fā)爆炸。另外，由于外界不可控因素使管道本體發(fā)生火災(zāi)等。

1.2 綜合管廊火災(zāi)特點(diǎn)

綜合管廊是集多種管線系統(tǒng)于一體的地下空間構(gòu)筑物，內(nèi)部裝有諸多設(shè)備。一旦失火，將造成線路本身經(jīng)濟(jì)損失以及傳輸媒介中斷所造成的外部經(jīng)濟(jì)損失。如果綜合管廊內(nèi)敷設(shè)高電壓等級(jí)電纜，其服務(wù)區(qū)域廣，一旦火災(zāi)發(fā)生短路，輕則造成相關(guān)地區(qū)停電，重則造成區(qū)域電力系統(tǒng)崩潰，損失非常嚴(yán)重。另外，高壓電纜斷電后可能留有余壓，存在觸電傷人危險(xiǎn)。

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(nèi)部空間相對(duì)封閉、狹窄，空氣流動(dòng)不暢。在管廊內(nèi)著火時(shí)，熱量得不到有效擴(kuò)散，廊內(nèi)溫度迅速上升，沿纜線形成火流，快速蔓延到相鄰區(qū)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(shí)產(chǎn)生大量煙霧和有毒有害氣體，使管廊內(nèi)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(zāi)措施

1.3.1 安裝早期火災(zāi)征兆探測(cè)系統(tǒng)。

綜合管廊內(nèi)設(shè)置智能巡檢機(jī)器人，模仿人進(jìn)行巡檢，通過(guò)機(jī)器人平臺(tái)上的計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)、紅外探測(cè)系統(tǒng)、溫?zé)煾刑綔y(cè)系統(tǒng)等捕捉火災(zāi)征兆。早期火災(zāi)征兆探測(cè)可以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)孕育階段微小征兆信息的敏感探測(cè)和不同屬性熱解粒子的判斷，提高火災(zāi)探測(cè)的可靠性、敏感性，實(shí)現(xiàn)探測(cè)早期火災(zāi)。通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，圖像模式識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控綜合管廊內(nèi)各種特征參數(shù)。

1.3.2 電纜設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

電纜是綜合管廊起火的主要原因。在設(shè)計(jì)電力電纜時(shí)，采用阻燃型電纜，并根據(jù)規(guī)劃合理設(shè)計(jì)電流密度，降低電纜發(fā)熱量，防止溫度升高產(chǎn)生火災(zāi)。在供電系統(tǒng)中設(shè)置保護(hù)措施，電纜起火后及時(shí)切斷電源。

1.3.3 綜合管廊防護(hù)。

在綜合管廊內(nèi)設(shè)置防火隔斷，一旦著火，將火控制在一定范圍，減輕火災(zāi)損失。

綜合管廊直通外部的孔洞、通風(fēng)口等設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，避免嚙齒類動(dòng)物進(jìn)入管廊撕咬電纜，導(dǎo)致電纜漏電引起火災(zāi)。

2 自動(dòng)滅火系統(tǒng)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(zāi)，屬于E類火災(zāi)，對(duì)于容納天燃?xì)夤艿赖墓芾?，則包含了C類氣體火災(zāi)。可供綜合管廊使用的自動(dòng)滅火系統(tǒng)有：超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)、氣溶膠滅火系統(tǒng)、高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等。因綜合管廊的每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)部空間體積大、距離長(zhǎng)、橫斷面狹窄。對(duì)于管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)（如七氟丙烷、二氧化碳等）輸送的距離有限，長(zhǎng)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(shè)置非常多的氣瓶?jī)?chǔ)存間，土建投資費(fèi)用較高，故綜合管廊一般很少采用氣體滅火。

現(xiàn)將對(duì)超細(xì)干粉滅火、氣溶膠滅火、高壓細(xì)水霧滅火的可行性、經(jīng)濟(jì)性、適用性等方面進(jìn)行分析和比較。

2.1 超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)

超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)是一種懸掛式自動(dòng)滅火裝置，懸掛于防護(hù)區(qū)頂部，由干粉滅火劑、固氣轉(zhuǎn)換劑、電引發(fā)器、鋼制外殼、噴嘴等組成。當(dāng)遇到綜合管廊著火時(shí)，滅火系統(tǒng)接到電脈沖啟動(dòng)信號(hào)，固氣轉(zhuǎn)換劑被激活，噴嘴向防護(hù)區(qū)噴射滅火劑，其與火焰混合時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，迅速捕獲燃燒自由基，切斷燃燒鏈以實(shí)現(xiàn)撲滅火焰。

超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，適用于ABCE類火災(zāi)；節(jié)省空間，體積小且懸掛防護(hù)區(qū)頂端，不占地面面積；無(wú)管網(wǎng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，安裝方便；無(wú)毒無(wú)害，無(wú)腐蝕，易清理，無(wú)泄露爆炸危險(xiǎn)；造價(jià)便宜，維護(hù)簡(jiǎn)單。該系統(tǒng)缺點(diǎn)：噴射時(shí)造成防護(hù)區(qū)內(nèi)能見(jiàn)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(yù)留備用量。

2.2 氣溶膠滅火系統(tǒng)

氣溶膠滅火是利用氣溶膠產(chǎn)物中的固體微粒經(jīng)物理、化學(xué)作用達(dá)到消耗燃燒活性自由基團(tuán)，減少自由基產(chǎn)生來(lái)源的目的，并通過(guò)吸熱降溫、化學(xué)抑制和窒息作用達(dá)到抑制燃燒，從而撲滅火災(zāi)。綜合管廊中采用S型熱氣溶膠滅火系統(tǒng)。

氣溶膠滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：1）無(wú)管網(wǎng)、安裝方便，環(huán)保、對(duì)人體無(wú)害；2）可帶電滅火，即使電源不切斷，仍可將火撲滅；3）系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，可靠性好，能夠快速滅火；4）土建投資少。該系統(tǒng)缺點(diǎn)：1）需定期更換藥劑，增加運(yùn)行管理費(fèi)用；2）滅火分解產(chǎn)物遇水后會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)堿，對(duì)設(shè)備有很強(qiáng)腐蝕性；3）金屬鹽離子具有導(dǎo)電性，可引起電纜短路；4）噴射后防護(hù)區(qū)內(nèi)能見(jiàn)度低，影響人員撤離；5）需設(shè)置機(jī)械排風(fēng)裝置，占用管廊空間。

2.3 高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是以水作為滅火劑，通過(guò)高壓泵組高速噴出可快速?gòu)浬⒌撵F滴，經(jīng)水霧汽化中的吸熱冷卻、窒息作用滅火。系統(tǒng)需設(shè)置增壓泵房、貯水池、管網(wǎng)、水霧噴頭等配套設(shè)施。

高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：1）環(huán)保、無(wú)毒無(wú)害，無(wú)二次污染；2）滅火效率高，可有效控制復(fù)燃；3）水霧絕緣性好，安全；4）具有降溫、降煙的功能。該系統(tǒng)缺點(diǎn)：1）工程投資大、造價(jià)高；2）設(shè)備繁多、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)困難；3）附屬設(shè)施占用空間較大。

3 結(jié)語(yǔ)

1）綜合管廊的火災(zāi)，蔓延迅速、撲救困難、危險(xiǎn)性大。在建設(shè)時(shí)，需做好消防設(shè)計(jì)，采取必要措施降低火災(zāi)誘因。需不斷開(kāi)發(fā)新型消防技術(shù)，采用新型火災(zāi)探測(cè)技術(shù)敏銳撲捉火災(zāi)隱患，及早發(fā)布火災(zāi)預(yù)警。設(shè)置有效的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，一旦著火，能夠迅速撲滅火災(zāi)。

2）我們認(rèn)為應(yīng)根據(jù)綜合管廊的特點(diǎn)、起火原因、以及國(guó)家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)比、綜合評(píng)價(jià)選定滅火系統(tǒng)。不同地區(qū)在建設(shè)綜合管廊時(shí)初衷不同，不同類型的自動(dòng)滅火系統(tǒng)其可行性、經(jīng)濟(jì)性、適用性也不盡相同。我們認(rèn)為體積小、投資少、易維護(hù)的自動(dòng)滅火系統(tǒng)應(yīng)作為綜合管廊滅火優(yōu)先選擇的方案。

3）結(jié)合上述幾種自動(dòng)滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，我們認(rèn)為高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)存在投資高，占地大，維護(hù)復(fù)雜等問(wèn)題；氣溶膠滅火系統(tǒng)存在爆炸隱患，清理困難等弊端。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，這兩種滅火系統(tǒng)往往會(huì)超出國(guó)家規(guī)范要求的極限，影響綜合管廊功能的發(fā)揮，這兩種滅火系統(tǒng)在綜合管廊中實(shí)施遇到的困難有很多。超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)具有投資低、易維護(hù)等特點(diǎn)，相比其它滅火系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯，因此，筆者建議綜合管廊中采用超細(xì)干粉自動(dòng)滅火系統(tǒng)來(lái)滿足綜合管廊消防設(shè)計(jì)的要求。