試論地鐵通風(fēng)系統(tǒng)與火災(zāi)研究

沃金龍 趙密強(qiáng)

摘 要：地鐵是城市軌道交通中極為重要的組成部分，是城市中出行交通的重要方式，為此地鐵通風(fēng)系統(tǒng)及火災(zāi)控制是影響城市交通的重要因素。本文謹(jǐn)就地鐵通風(fēng)系統(tǒng)及感煙報(bào)警系統(tǒng)加以分析及闡述，以保障地鐵交通運(yùn)輸?shù)氖孢m性，以及地鐵運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

關(guān)鍵詞：地鐵交通；通風(fēng)系統(tǒng)；火災(zāi)控制

地鐵一般運(yùn)行于地下隧道當(dāng)中，而地下隧道并非敞開空間，除了隧道出入口之外，地鐵運(yùn)行環(huán)境基本上與外界隔絕，就需要運(yùn)行良好的通風(fēng)系統(tǒng)以滿足地鐵內(nèi)部對(duì)于空氣環(huán)境的要求。同時(shí)，由于地鐵運(yùn)行環(huán)境的特殊性，一旦發(fā)生火災(zāi)問題，會(huì)嚴(yán)重影響地鐵安全，為此可采用感煙裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)于地鐵火災(zāi)的有效檢測(cè)與預(yù)警。

1 地鐵通風(fēng)系統(tǒng)

1.1 送風(fēng)機(jī)組

地鐵車輛通風(fēng)系統(tǒng)中，送風(fēng)機(jī)組通常包括雙向伸軸的雙速電機(jī)及送風(fēng)機(jī)，是極為重要的動(dòng)力裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)吸收車外新風(fēng)與車輛回風(fēng)，經(jīng)由主風(fēng)道向客室送風(fēng)。送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)道包括送風(fēng)道、回風(fēng)道與排風(fēng)道。將空調(diào)機(jī)組安裝于地鐵車輛頂部，連接吸震消音的兩條風(fēng)道，向主風(fēng)道輸送經(jīng)過處理的空氣。送風(fēng)道一般處于車輛方向的中間位置，主風(fēng)道兩側(cè)為隔板，隔板設(shè)計(jì)氣孔以調(diào)節(jié)風(fēng)量，另一側(cè)設(shè)計(jì)副風(fēng)道。隔板氣孔為主風(fēng)道向副風(fēng)道輸送空氣的路徑，以保證向客室送風(fēng)的穩(wěn)定性。地鐵車輛司機(jī)室通過司機(jī)室增壓器及副風(fēng)道進(jìn)行送風(fēng)，以送風(fēng)導(dǎo)向器來調(diào)節(jié)送風(fēng)氣流方向，向駕駛位置上方進(jìn)行送風(fēng)。一般情況下，送風(fēng)道材料為鋁合金與玻璃板，并覆蓋以隔熱材料，避免熱量交換下的溫度流失與結(jié)霜現(xiàn)象。

回風(fēng)道與車輛內(nèi)部空氣進(jìn)行抽取，以實(shí)現(xiàn)空氣的循環(huán)，回風(fēng)道中的空氣經(jīng)由車輛頂部靜壓裝置向外排放，經(jīng)過空調(diào)機(jī)組，混合新風(fēng)，通過對(duì)空氣的冷卻與過濾處理，由離心機(jī)送入主風(fēng)道，以實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)部的空氣循環(huán)，有效調(diào)節(jié)車輛內(nèi)空氣溫度及濕度。以排風(fēng)道、通風(fēng)口及靜壓排風(fēng)裝置實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)部渾濁空氣的排出。

1.2 新風(fēng)系統(tǒng)

新風(fēng)系統(tǒng)是通過引入車輛外部的新鮮空氣，實(shí)現(xiàn)與車輛內(nèi)部渾濁空氣的置換。新風(fēng)系統(tǒng)包括新風(fēng)口，用以吸入室外空氣，并以格柵避免雜物的吸入，安裝過濾與調(diào)節(jié)裝置，保證空氣清新與適宜風(fēng)量。采用24V直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)新風(fēng)調(diào)節(jié)裝置的有效驅(qū)動(dòng)，通過對(duì)新風(fēng)的調(diào)節(jié)保證吸入新風(fēng)的風(fēng)量均勻、溫度均勻，保證氣流組織合作分布，有效調(diào)節(jié)風(fēng)量大小。一般將送風(fēng)濾網(wǎng)安裝于送風(fēng)口位置，過濾空氣。

回風(fēng)口用以吸收室內(nèi)空氣以實(shí)現(xiàn)空氣的再循環(huán)，一般來說，地鐵車輛客室內(nèi)部的部分空氣為回風(fēng)，在完成客室循環(huán)之后，混合新風(fēng)與回風(fēng)，并加以過濾，經(jīng)由蒸發(fā)器進(jìn)入客室。以調(diào)節(jié)擋板實(shí)現(xiàn)新風(fēng)及回風(fēng)的混合量。排風(fēng)口用以實(shí)現(xiàn)車輛客室內(nèi)部污濁空氣及多余空氣的排出，一般為車頂靜壓排風(fēng)器，室內(nèi)空氣經(jīng)由車輛座椅下方、擋板后側(cè)，從車頂排出。

1.3 輔助系統(tǒng)

1.3.1緊急通風(fēng)

緊急通風(fēng)是在交流動(dòng)力電源供電中斷或失去效應(yīng)的情況下，通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行停止，由空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入緊急通風(fēng)，采用蓄電池提供電源，經(jīng)由交流直流逆變器向空調(diào)送風(fēng)機(jī)提供交流電，能夠提供45分鐘的緊急通風(fēng)。緊急通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)關(guān)閉回風(fēng)通道，向車內(nèi)提供全新風(fēng)，一旦電力恢復(fù)，則由緊急通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為正常的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。[1]

1.3.2節(jié)能措施

除了緊急通風(fēng)之外，地鐵通風(fēng)系統(tǒng)還采用節(jié)能措施，以風(fēng)閥控制新風(fēng)量實(shí)現(xiàn)節(jié)能。一般在夏季地鐵早高峰期間，通過控制環(huán)境控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于夏季新風(fēng)量的有效控制，以適應(yīng)客流量的變化，適當(dāng)通風(fēng)，以減少能源消耗。目前依舊以新風(fēng)風(fēng)機(jī)提供新風(fēng)量，以客流量變化為參考，實(shí)現(xiàn)對(duì)于空調(diào)裝機(jī)量的調(diào)整。考慮到客流量變化的不確定性，以風(fēng)閥開啟程度控制新風(fēng)量。

2 地鐵車輛火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

2.1 吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的工作原理

地鐵通風(fēng)及火災(zāi)系統(tǒng)中，應(yīng)用吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛內(nèi)部火災(zāi)煙氣的直接吸取與探測(cè)，并作出報(bào)警。吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器一般是由探測(cè)器與采樣管網(wǎng)組成，探測(cè)器不同、結(jié)構(gòu)就不同，探測(cè)器內(nèi)容也就不同，吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器中，設(shè)備結(jié)構(gòu)極為重要，涵蓋吸氣泵、過濾裝置、控制電路、探測(cè)腔與顯示模塊，其中，吸氣泵能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于車輛內(nèi)部火災(zāi)所產(chǎn)生的煙氣加以吸取，經(jīng)由采樣管網(wǎng)，采集保護(hù)區(qū)空氣，向過濾器中輸送，經(jīng)由激光探測(cè)槍，分析煙塵中的細(xì)小顆粒樣本。激光照射下，煙氣離子發(fā)生散射，被不同接收器所接收，光信號(hào)準(zhǔn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)由控制電路進(jìn)行處理，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為煙霧濃度值，向報(bào)警系統(tǒng)傳輸，一旦濃度值超過限定值，則進(jìn)行告警，通過廣播系統(tǒng)疏散乘客。因此，近年來吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器在城市軌道交通中的應(yīng)用愈發(fā)普遍。

2.2 吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的實(shí)際應(yīng)用

吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)地鐵車輛火災(zāi)問題的全面感測(cè)，除了煙塵探測(cè)之外，還可以探測(cè)地鐵車輛中的電纜設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)火災(zāi)現(xiàn)象的發(fā)生，以便于及時(shí)處理，降低地鐵車輛的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的應(yīng)用具備較強(qiáng)的靈敏度，相比之下，離子感煙火災(zāi)探測(cè)器的反應(yīng)靈敏度及預(yù)警范圍在5～12米范圍內(nèi)；光電式感煙火災(zāi)探測(cè)器的反應(yīng)靈敏度及預(yù)警范圍在6～15米。同時(shí)，吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警時(shí)間更加提前，能夠在火災(zāi)形成前數(shù)小時(shí)進(jìn)行告警，但離子感煙火災(zāi)探測(cè)器及光電式感煙火災(zāi)探測(cè)器的報(bào)警時(shí)間都在火災(zāi)形成的數(shù)分鐘前，提前告警時(shí)間的延長，能夠預(yù)留充分的時(shí)間用以進(jìn)行火災(zāi)的預(yù)防與搶救。在發(fā)現(xiàn)煙氣時(shí)，吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器會(huì)向地鐵列車信息系統(tǒng)進(jìn)行告警，工作人員接收到告警信息就可以及時(shí)采取施救措施。另外，地鐵含有大量電氣設(shè)備與線纜，吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器可針對(duì)電設(shè)備作出預(yù)警，而其他類型的火災(zāi)探測(cè)器則不具備此優(yōu)勢(shì)。因此可以在地鐵火災(zāi)探測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)中應(yīng)用吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器。[2]

3 結(jié)語

地鐵運(yùn)行時(shí)，需以順產(chǎn)的通風(fēng)系統(tǒng)滿足環(huán)境要求，需要確保通風(fēng)系統(tǒng)電源供電的穩(wěn)定性與安全性，并采用蓄電池電源供應(yīng)作為緊急備用措施。通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的節(jié)能措施。另外，在地鐵火災(zāi)防控方面，吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器可以起到良好效果，保證火災(zāi)防控的全面性。

參考文獻(xiàn)：

[1]江洪濤.地鐵車輛空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)研究[J].中國信息化，2013（8）.

[2]王躍.吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器在地鐵車輛的應(yīng)用分析[J].中國科技縱橫，2017（3）.