大型火災消防盲區的消防設施配置
——以公路隧道為例

重慶交通大學 陳 強

大型火災消防盲區的消防設施配置
——以公路隧道為例

重慶交通大學 陳 強

近年來，我國公路隧道的數量和規模都在不斷擴大，隧道安全問題也隨之日漸突出，尤其是隧道消防問題已不得不引起人們的重視。但目前我國還沒有專門的隧道消防等級標準以及相應的消防設施配置標準，這不僅給我國的公路隧道安全帶來很大隱患，有時還會造成經濟上的浪費。為此，筆者對公路隧道消防等級的劃分以及消防設施配置等問題進行了分析和探討，以期有助于提高我國隧道消防設施配置的合理性。

一、常用消防設施滅火能力比較

目前，我國公路隧道內配置的消防設施主要有滅火器、消防栓（普通、泡沫）、自動滅火系統（水噴霧、泡沫–水噴霧）和隧道專用消防車。

1.滅火器。滅火器主要用于撲滅隧道內由單輛汽車引發的小型火災，射程為2 ～ 5 m，適合消防第一梯隊（火災車輛司乘人員）使用。

2.消防栓。公路隧道內配置的消防栓一般有普通型和泡沫型兩種。

（1）普通消防栓。普通消防栓主要用于對A類火災的滅火，對其他類型火災尤其是油類火災的滅火效果不好，對撲救熱釋放率小于15 MW的A類火災效果較好。

（2）泡沫滅火栓。泡沫滅火栓是一種以固定方式撲滅B類火災的消防器材。該裝置能噴射低倍數空氣泡沫，用以撲滅由石油類產品引發的B類火災，以及由木材、紡織品等一般固體物質引發的A類火災。

3.自動滅火系統。目前，國內外公路隧道內配置較多的自動滅火系統是用控制初期火災、進行防護并冷卻火災區域的水噴霧自動滅火系統和用以控制并撲滅初期火災的泡沫–水噴霧聯用自動滅火系統。

（1）水噴霧自動滅火系統。在公路隧道內設置水噴霧自動滅火系統的主要目的并不是用來滅火，而是用于降低公路隧道內的溫度，保護隧道內部結構，并有利于人員逃生。水噴霧自動滅火系統可用于撲救固體火災、閃點高于60 ℃的液體火災以及電氣火災，但對油類火災滅火效果不佳。該系統對熱釋放率小于20 MW的公路隧道火災的撲救控制效果較好。

（2）泡沫–水噴霧聯用自動滅火系統。該系統依靠泡沫和水膜的雙重作用進行滅火，前期噴泡沫滅火，后期噴水冷卻防止復燃。

根據試驗，泡沫–水噴霧聯用自動滅火系統能夠在啟動2 m in內撲滅熱釋放效率為200 MW的油類火災（噴射強度28.95 L/（min·m2）），能夠在啟動4 s內撲滅熱釋放效率為18 MW的A類火災。

4.消防車。針對公路隧道內火災的一般特點，多配置泡沫消防車。泡沫消防車車內一般可儲存水4 t左右、泡沫2 t左右，射程一般大于50 m，主要用于撲救隧道內火災溫度高、釋熱率比較大的大型火災。

二、公路隧道不同火災級別的消防設施配置

1.火災級別的劃分。目前，有很多國外機構對公路隧道內的火災熱釋放率進行實驗研究，尤其是荷蘭對這方面的研究比較全面和深入，給出了火災的規模、熱釋放率以及相應的火災場景。本文，筆者依據相關研究成果，將公路隧道火災劃分為以下4個級別：

（1）小型火災。小型火災的熱釋放率為3 ～ 5 MW，火災場景為一輛小汽車完全燃燒。

（2）中小型火災。中小型火災的熱釋放率為15 ～ 20 MW，火災場景為一輛公共汽車/貨車完全燃燒。

（3）中型火災。中型火災的熱釋放率為50 ～ 100 MW，火災場景為裝載重卡車完全燃燒。

（4）大型火災。大型火災的熱釋放率為300 MW以上，火災場景為裝有50 m3汽油的油罐車完全燃燒。

2.消防設施配置。消防設施的配置應該從安全和經濟兩方面綜合考慮，對于各級別的火災，既要分析其必選消防設施（最低配置標準），也要考慮完全滿足安全需要的宜選設施。

（1）小型火災的消防設施配置。根據荷蘭縱向通風隧道實驗，當熱釋放率在6 MW時，火源附近幾米內的煙霧溫度低于150 ℃，在距火源幾米范圍內就可以滅火，且對隧道內部損壞不大。因此，對于小型火災，選用滅火器即可基本滿足滅火需求。此外，可以考慮在選用滅火器的基礎上，增設普通消防栓以完全滿足消防安全需要。即小型火災的消防設施配置為：滅火器（必選）、普通消防栓（宜選）、泡沫消防栓（宜選）。

（2）中小型火災的消防設施配置。中小型火災的最高溫度為 800 ℃，消防人員仍能靠近火場進行滅火，但由于普通消防栓對熱釋放效率為15 WM以上的火災滅火效果不好，因此必須使用泡沫消防栓。但從完全滿足消防安全考慮，宜配置主動滅火系統（水噴霧）。即此級別的必選消防設施為滅火器、普通消防栓、泡沫消防栓，宜選設施為主動滅火系統（水噴霧）。

（3）中型火災的消防設施配置。此級別火災50 m處的煙霧溫度約為800 ℃，穿著消防服能在距火源20 m處滅火，隧道內部有損壞，預計火災下游150 ～ 300 m處有增壓機掉落。對于中型火災，消防栓的滅火能力已經不能滿足滅火要求，需要選用自動滅火系統（泡沫–水噴霧）。經濟能力不足的，可以僅在風機和機電洞口附近重點布設自動滅火系統。即中型火災的必選消防設施為滅火器、消防栓系統、自動滅火系統重點布設，宜選設施為自動滅火系統全線布設。

（4）大型火災的消防配置。火災熱釋放率在100 WM時，預計持續時間為2 h，火災下游20 m處煙霧溫度高達1 400 ℃，火災下游300 ～ 500 m處的增壓機都會受到損壞。發生大型火災時，自動滅火系統的滅火能力已無法滿足消防要求，必須使用隧道專用消防車才能進行徹底滅火。此外，還必須在風機和機電洞口附近布設自動滅火系統。

3.大型火災消防盲區及其消防設施配置。如果大型火災發生在消防車不能及時到達的隧道區段，那么大火就可能由于無法得到及時控制而演變成災難。因此，配置大型火災的消防設施時必須重視這種情況，把該區段視為大型火災消防盲區，而大型火災消防配置的關鍵就在于降低盲區的危害。

（1）大型火災消防盲區。發生大型火災后，如果消防車在黃金救援6 min之內沒有到達火災區域，那么火災就極有可能因得不到有效控制而演變成災難。隧道內，消防車在黃金救援6 min內無法到達的這段區域就是隧道的大型火災盲區，如圖1所示。

圖1 公路隧道內的大型火災消防盲區

（2）降低盲區危害。一方面，可通過隧道消防車的合理布置，盡可能地減小隧道盲區的長度；另一方面，可在盲區布設自動滅火系統對火災進行控制，為消防車的到達爭取時間。公路隧道大型火災消防車以及自動滅火系統的具體配置見表1。

表1 公路隧道大型火災消防車以及自動滅火系統的配置

三、公路隧道消防等級劃分以及相應消防設施配置要求

目前，我國還沒有專門的公路隧道消防等級劃分標準。實踐中，可根據工程經驗，參考《公路隧道消防技術規程》（云南DBJ/53–14–2005）中的有關規定配置消防設施。

根據公路等級、隧道長度和交通量，一般可將將隧道防火等級劃分為I級、II級、III級、Ⅳ 級等4級，并且規定I、II、III、Ⅳ級的消防設施配置分別以大型火災、中小型火災、中型火災、小型火災的消防設施配置為標準。

如將長度大于500 m、年交通量在60 000 ～ 100 000的八車道高速公路隧道的消防等級設為最高級I級，則其消防設施配置就應以大型火災的配置為標準， 將滅火器和消防栓系統列為必選設施、消防車以及自動滅火系統配置見表1。

II級防火等級的消防設施配置應以中型火災的配置要求為標準：滅火器（必選）、普通消防栓（必選）、泡沫消防栓（必選）、自動滅火系統、風機附近布設（必選）、自動滅火系統全線布設（宜選）。

公路隧道III、Ⅳ級消防等級的詳細劃分標準及相應消防設施配置見表2。

表2 隧道消防等級Ⅲ、Ⅳ的劃分以及相應的消防設施配置

1.隧道消防等級與《公路隧道交通工程設計規范》（JTG/ T D71）中的隧道監控等級A、B、C、D級的劃分原理相同，但側重點不同：消防等級考慮消防工程的特殊性，側重于消防設施的設置。

2.長度＜1 000 m的隧道一般不設消防栓滅火系統，特殊隧道可根據交通量組成及運營管理需求酌情設置。

3.對于縱坡大于4%且平曲線半徑＜250 m的隧道，其消防滅火設施的設置應在原定等級上提高一級。