探討地鐵火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

杜炎

（中交機(jī)電局武漢設(shè)計(jì)院，湖北武漢 430000）

0 引言

通過(guò)做好FAS的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，能夠有效提高地鐵項(xiàng)目運(yùn)行期間的安全效果。因此，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)FAS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與基本原理的研究，并采取針對(duì)性措施提升消防系統(tǒng)和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)控制效果，不斷提高火災(zāi)發(fā)生期間的人員疏散效率，增強(qiáng)火災(zāi)等安全事故的應(yīng)急處置能力，進(jìn)而為乘客提供一種更加安全、便利的通行方式。

1 概述

1.1 地鐵火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則分析

在開(kāi)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作時(shí)，要嚴(yán)格遵循“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的重要原則。首先，應(yīng)當(dāng)將地下車(chē)站、車(chē)輛段以及停車(chē)區(qū)域等重要用房作為一級(jí)保護(hù)對(duì)象開(kāi)展相關(guān)的防火設(shè)計(jì)；其次，還要針對(duì)停車(chē)場(chǎng)、車(chē)輛段等一般用房的特點(diǎn)，按照二級(jí)保護(hù)對(duì)象開(kāi)展防火設(shè)計(jì)。對(duì)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)而言，它不僅有著較高的可靠性與穩(wěn)定性，并且組網(wǎng)工作相對(duì)靈活。此外，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的布線方式較為簡(jiǎn)便，有著良好的抗電磁干擾的優(yōu)勢(shì)。需要注意的是，地鐵項(xiàng)目所采用的火災(zāi)自動(dòng)動(dòng)報(bào)警裝置，既要獲得市級(jí)消防部門(mén)的通報(bào)認(rèn)定，同時(shí)還要順利通過(guò)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)部門(mén)的嚴(yán)格檢驗(yàn)。

1.2 地鐵火災(zāi)的特點(diǎn)分析

一方面，地鐵火災(zāi)的火勢(shì)蔓延速度較快?；馂?zāi)發(fā)生期間，可燃物通過(guò)燃燒所釋放的熱量可以按照如下的公式進(jìn)行計(jì)算：Q=at2。其中：a-可燃物燃燒初期與增長(zhǎng)期的時(shí)間常數(shù)，單位為kW/s；Q-燃燒過(guò)程釋放熱量的速率，單位為kW；t-燃燒時(shí)間。通過(guò)上述公式能夠看出，Q與t之間存在著平方關(guān)系，隨著燃燒時(shí)間的不斷推移，燃燒過(guò)程的熱量釋放速率將急劇增大，使得火勢(shì)蔓延的速度大大加快。另一方面，一旦地鐵發(fā)生火災(zāi)，內(nèi)部人員的逃生相對(duì)困難。地鐵地鐵是一個(gè)較為封閉的空間，人員的逃生途徑極為單一。地鐵內(nèi)的人員，只能通過(guò)安全疏散通道撤離到外部空間。同時(shí)，逃生期間還可能引發(fā)踩踏事件。此外，地鐵火災(zāi)的撲救難度較大。地鐵處于一個(gè)相對(duì)密閉的空間內(nèi)，火災(zāi)發(fā)生期間產(chǎn)生的大量濃煙將在短時(shí)間內(nèi)充滿整個(gè)空間。在這一情況下，乘客難免出現(xiàn)緊張、慌亂的情緒，由于內(nèi)部人員只能通過(guò)出入口逃生，消防人員也只能通過(guò)出入口進(jìn)入到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。因而，消防人員極有可能與逃生的乘客出現(xiàn)碰撞，并且很難在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到火災(zāi)地點(diǎn)并開(kāi)展有效的撲救工作。

2 地鐵火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

2.1 火災(zāi)探測(cè)器設(shè)計(jì)

對(duì)于火災(zāi)探測(cè)器而言，它是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的重要組成部分，該裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效果有著直接的影響。因而，要結(jié)合地鐵站實(shí)際運(yùn)行狀況，切實(shí)做好火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)計(jì)：①設(shè)計(jì)期間要做好地鐵環(huán)境的分析[1]。比如，在對(duì)防爆區(qū)域進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇具有防爆性能的探測(cè)器，同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行防護(hù)等級(jí)的設(shè)計(jì)；對(duì)使用可燃?xì)怏w的房間，應(yīng)增設(shè)可燃?xì)怏w探測(cè)器。②設(shè)計(jì)期間還需要根據(jù)探測(cè)區(qū)域的高度選擇不同類(lèi)型的探測(cè)器。比如，針對(duì)超過(guò)12m的高大空間，應(yīng)優(yōu)先選用線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器或者吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器。下面，就針對(duì)車(chē)站、車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)以及地下區(qū)間的實(shí)際狀況，對(duì)探測(cè)器的選型問(wèn)題做出研究。

2.1.1 車(chē)站現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器的選型

首先，對(duì)于設(shè)備與辦公用房而言，在進(jìn)行探測(cè)器選型的期間，宜選擇感煙探測(cè)器。在風(fēng)室以及洗手間等區(qū)域，由于氣流速度與相對(duì)濕度較大，因而不必設(shè)置煙霧探測(cè)器。同時(shí)，在變配電室與計(jì)算機(jī)機(jī)房，需按要求進(jìn)行氣體滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其次，在設(shè)備區(qū)走廊，可以選擇點(diǎn)式感煙探測(cè)器。但是，考慮到地鐵站的設(shè)備種類(lèi)較多，并且管線分布密集，如果選用點(diǎn)式探測(cè)器，將增加后續(xù)維護(hù)、檢修工作的難度。因而，在設(shè)備區(qū)走廊可以選用吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器。這主要是由于吸氣式探測(cè)器有著較高的探測(cè)靈敏度，并且后期維護(hù)工作相對(duì)簡(jiǎn)便。此外，在車(chē)站內(nèi)的公共區(qū)應(yīng)根據(jù)吊頂?shù)溺U空率來(lái)選擇探測(cè)器的設(shè)置位置，如果公共區(qū)域的吊頂鏤空率超過(guò)了30%，那么在吊頂位置處不會(huì)出現(xiàn)煙氣聚集的現(xiàn)象，因而應(yīng)當(dāng)將探測(cè)器設(shè)計(jì)在吊頂?shù)纳戏絽^(qū)域。但是，如果公共區(qū)域的吊頂鏤空率小于15%，那么應(yīng)當(dāng)在吊頂下方位置設(shè)置感煙探測(cè)器。對(duì)于站臺(tái)層公共區(qū)還應(yīng)考慮隧道活塞風(fēng)的影響。另外，對(duì)于站臺(tái)板下電纜夾層而言，這一區(qū)域相對(duì)狹長(zhǎng)，在火災(zāi)發(fā)生初期燃燒面較大，并且探測(cè)器的安裝、維修難度較大，因而設(shè)計(jì)期間可以選用纜式線型感溫探測(cè)器。

2.1.2 停車(chē)場(chǎng)與車(chē)輛段現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)器選型

由于檢修庫(kù)與段場(chǎng)停車(chē)庫(kù)的空間高度較大，因而不適合采用點(diǎn)式探測(cè)器。具體設(shè)計(jì)期間，可以根據(jù)實(shí)際情況采用以下幾種類(lèi)型的探測(cè)器：①考慮到上述區(qū)域的空間較大，宜采用線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器。這一類(lèi)型的探測(cè)器能夠?qū)Πl(fā)射光源和干擾光源進(jìn)行有效的分辨，并且探測(cè)精度相對(duì)較高。但是，由于車(chē)庫(kù)安裝的探測(cè)器會(huì)受到車(chē)輛行駛中震動(dòng)的影響，將導(dǎo)致探測(cè)器發(fā)生誤報(bào)等問(wèn)題。②還可選用吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器。這一類(lèi)型的探測(cè)裝置成本較高，但后期維護(hù)檢修工作較為簡(jiǎn)便。由于空氣采樣管所使用的是PVC管材，因而運(yùn)行期間不會(huì)受到電磁干擾的影響，同時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境有著較強(qiáng)的適應(yīng)能力。現(xiàn)階段，吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器在一些高大空間的火災(zāi)報(bào)警工作中有著相對(duì)廣泛的應(yīng)用。③還可以聯(lián)動(dòng)閉路電視系統(tǒng)，對(duì)火災(zāi)發(fā)生場(chǎng)所進(jìn)行視頻監(jiān)控[2]。

2.1.3 地下區(qū)間探測(cè)器的選型

首先，由于地鐵隧道區(qū)間需要安裝電線電纜、消防管網(wǎng)、疏散平臺(tái)等，因而探測(cè)器的安裝空間受到了一定的限制。其次，地鐵隧道區(qū)間的粉塵較多，存在著較強(qiáng)的電磁干擾問(wèn)題，并且隧道區(qū)間的濕度大、風(fēng)速高，因而一般選用感溫光纖對(duì)隧道內(nèi)的動(dòng)力電纜進(jìn)行探測(cè)。

2.2 消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)

在開(kāi)展消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)期間，應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾方面的工作：①要提高滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。需要注意的是，由于在車(chē)控室內(nèi)監(jiān)控的站務(wù)人員無(wú)法對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況有充分的了解，因此火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)只具備啟動(dòng)消防泵的能力，而不具備停止消防泵的權(quán)利。②要重點(diǎn)做好防排煙控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。比較特殊的是，由于排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)在平時(shí)和火災(zāi)的情況下都會(huì)使用，因此采用平時(shí)由環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）監(jiān)控，火災(zāi)時(shí)由FAS發(fā)出指令BAS來(lái)執(zhí)行的模式。③要注重機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量，并將防火卷簾、電梯控制、EPS應(yīng)急強(qiáng)啟、切除非消防電源等相關(guān)設(shè)備聯(lián)動(dòng)作為基本的設(shè)計(jì)內(nèi)容[3]。

地鐵投入運(yùn)營(yíng)后，為避免出現(xiàn)錯(cuò)誤報(bào)警問(wèn)題，一般會(huì)增加站務(wù)人員或值班人員現(xiàn)場(chǎng)查看并確認(rèn)的環(huán)節(jié)。當(dāng)火災(zāi)報(bào)警控制器處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，在收到兩個(gè)獨(dú)立的報(bào)警觸發(fā)裝置的報(bào)警信號(hào)后，還應(yīng)由人工確認(rèn)，才能向其他聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。

3 地鐵火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用分析

通過(guò)在站廳、車(chē)輛段及停車(chē)場(chǎng)的不同區(qū)域安裝合適的火災(zāi)探測(cè)器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火災(zāi)的探測(cè)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)。其中，圖1為FAS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 FAS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

具體應(yīng)用期間，首先需要對(duì)纜式線型感溫探測(cè)器、感溫光纖、吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器等探測(cè)器的探測(cè)溫度或探測(cè)濃度進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)的有效預(yù)警。

為了確保消防救援過(guò)程中通信的可靠性，消防專用電話系統(tǒng)應(yīng)采用獨(dú)立的通信網(wǎng)絡(luò)。在消防控制室（或車(chē)站控制室）中設(shè)置一臺(tái)可以撥打外線的消防電話主機(jī)，并在重要的設(shè)備機(jī)房設(shè)置消防電話分機(jī)，并輔用對(duì)講機(jī)通話的形式，確保消控室的指令能傳達(dá)至火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。這樣一來(lái)，才能合理有效的安排救災(zāi)工作，避免火勢(shì)進(jìn)一步的蔓延[4]。

此外，為提高人員疏散速率，還要根據(jù)車(chē)站是否屬于換乘車(chē)站等實(shí)際狀況，建立人員疏散動(dòng)態(tài)模型，借助軟件模擬的方式對(duì)人員疏散工作提供相應(yīng)的指導(dǎo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

相對(duì)于其他交通工具而言，地鐵火災(zāi)的控制難度較大，逃生通道極為單一。因而，要加強(qiáng)對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，爭(zhēng)取在火災(zāi)發(fā)生初期對(duì)其進(jìn)行有效的消除，進(jìn)而為乘客的疏散提供有利的條件，并提升地鐵通行期間的安全系數(shù)。