隧道通风安全与照明第5章隧道火灾预防与扑救

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1、1《隧道通风》第五章隧道火灾预防与扑救2本章主要内容第一节隧道火灾场景及火灾发展第二节隧道火灾情况下的烟气流动与温度场一、浮力效应二、节流效应三、回流现象四、风速与烟气分布关系五、隧道内温度场分布第三节隧道火灾期间的排烟一、隧道火灾期间排烟设计要求二、事故通风原则3本章主要内容三、事故通风方式及风速要求第四节隧道结构的耐火保护一、隧道火灾对其结构的巨大破坏二、隧道结构防火保护的相关对策三、隧道火灾升温曲线四、隧道结构受火后的性能变化分析第五节隧道火灾自动探测报警系统一、火灾探测报警概述二、隧道火灾探测报警系统选型4本章主要内容第六节

2、隧道火灾灭火设施一、灭火剂二、灭火器三、消火栓四、隧道内喷水灭火系统第七节隧道火灾灭火设施一、隧道火灾扑救的基本方法二、火灾扑救基本原则三、隧道防火救灾对策四、隧道火灾扑救典型实例5第一节隧道火灾场景及火灾发展一、隧道火灾场景隧道火灾的消防通风设计应针对中型火灾(20MW)二、隧道火灾发展一般的隧道火灾场景中不同车辆类型为其火灾持续时间、热释放速率等情况因对象不同而有较大差异6第二节隧道火灾情况下的烟气流动与温度场分布火灾时高温烟流流过隧道时，其内部自然风压将发生变化，这种因火灾而产生的自然风压变化量称之为火风压。目前我国交通隧道大

3、都采用纵向式通风，在火灾工况下火风压是影响纵向通风效果的重要参数一、浮力效应热气流上升，在拱顶附近的隧洞上部形成一定厚度的热烟气流，由于着火点源源不断产生烟气，隧道顶部热的烟气流得以迅速扩大体积，向两侧扩充，同时隧道下部冷空气流向火点进行补充。7第二节隧道火灾情况下的烟气流动与温度场分布二、节流效应由于燃烧火焰阻碍烟流在隧道内流动以及由于风流体积流量变化而产生的阻碍风流流动的现象，称为火灾烟流的节流效应。由节流效应产生的阻力，称为烟流节流效应阻力。当忽略火灾烟流摩尔质量的变化，节流效应烟流阻力为：式中ρ1——火灾前风流的密度，kg/

4、m3；ρ1——火灾前风流的速度，n∥s；Mk——火灾燃烧生成物的相对变化量，Mk=T1/T0hm——隧道的高度，m；β——隧道的坡度。节流效应烟流阻力由两部分组成：第一部分是烟流的温度变化和质量流量的变化引起的；第二部分是由于烟流流动过程中的温度变化引起的。8第二节隧道火灾情况下的烟气流动与温度场分布三、回流现象当有纵向通风时，火点两侧的烟气流不对称，如纵向风速v较小，不足以克服反向的上层热烟气流时将产生回流现象，即火点上部之烟气会逆着风向朝上风方向流动。隧道火灾时的临界风速是指在隧道火灾发生时为避免产生烟气逆流现象，使火灾烟气向下

5、游方向扩散的的最小纵向风速。9第二节隧道火灾情况下的烟气流动与温度场分布隧道内的火灾临界风速一般宜采用2辆载重车/公共车燃烧时的空气流动速度。以油罐车等易燃易爆危险物品运输为主，且交通得不到有效管制的隧道，其火灾临界风速宜采用2辆油罐车燃烧时的空气流动速度。中，vc—临界风速，m/s；K1—临界查德森系数的1/3次幂，取0.61；K2—坡度修正系数，K2=1+0.0374i0.8；i—隧道纵坡，%；g—重力加速度，取9.8m/s2；Z—隧道高度，m；—火灾时热释放速率，kW；A—隧道横断面积，m2；—流向火灾区的空气密度，kg/m3

6、；T0—环境空气温度，K；cp—空气比热，kJ/kg·K。10第二节隧道火灾情况下的烟气流动与温度场分布三、风速与烟气分布关系单洞双向行车时，纵向风速不得大于1.5m/s。四、隧道内温度场分布隧道内一旦发生火灾时人员的存活条件：(1)人体高度处温度不高于80℃。(2)烟雾浓度低，最小能见度不低于20m。(3)空气中含氧量不低于15%。(4)CO2含量不大于5%。(5)一氧化碳及碳氢化合物浓度不大于1500ppm。(6)氮氧化合物浓度不大于100ppm。隧道着火后纵向风速不得过大，否则将有如下三个缺点:下风方向高温区范围大；过高的热负

7、荷，可造成一度烧伤；下风方向烟雾弥漫使人员迷失方向及中毒。因此，为有利于人员逃生，纵向风速宜控制在不大于2m/s。11第三节隧道火灾期间的排烟一、隧道火灾期间排烟设计要求二、事故通风原则三、事故通风方式及风速要求目前的高速公路及一级公路隧道多为双洞单向行车，低等级公路则为单洞双向行车。事故通风应分为两个阶段:人员疏散阶段及消防灭火阶段。1)双洞(单向行驶)（1）人员撤离阶段前方车辆可以向前继续行驶撤出洞外，少量破损车辆上的人员可下车向后方(即通风的上风方向)撤离；火场后方车辆及人员应尽可能通过人行及车行横通道撤离。12第三节隧道火灾

8、期间的排烟火灾隧道：进出口风机均向出口方向吹风，隧道内形成纵向风流，风机开动台数应以要求风速控制。相邻隧道：进出口射流风机均应向洞内吹风，使洞内形成正压（2）消防灭火阶段当火场下风方向的人员和车辆全部撤离之后(除损坏不能行驶者外)，关