地下空间分区窒息灭火系统.pdf

本发明公开了一种能快速扑灭隧道油料大火等地下空间火灾的有效方法，主要由火情监测、控制中心、防火分区幕布等部分组成，其分区幕布由防火隔烟的材料制成。利用活动幕布将隧道等地下空间分隔成相对独立的防火分区，阻止火场外新鲜空气补充进入到火场，当火灾分区内的氧气消耗低到一定含量，大火会因缺氧而熄灭。该方法能快速有效地扑灭地下空间的大规模火灾，减少火灾带来的直接和间接损失，此外也有利于火灾中的人员疏散。

1、  一种地下空间分区窒息灭火系统，主要由控制中心、分区幕布组成，其特征是：幕布由耐火材料制成，正常状态收卷或折叠在一起，火灾时能展开或垂下，将地下空间分隔成若干个防火分区。

2、  根据权利要求1所述的地下空间分区窒息灭火系统，其特征是：地下空间在设置幕布处安装有防火侧壁或顶板。

3、  根据权利要求1所述的地下空间分区窒息灭火系统，其特征是：幕布上开设有缝。

4、  根据权利要求1所述的地下空间分区窒息灭火系统，其特征是：幕布上设有开口。

5、  根据权利要求1所述的地下空间分区窒息灭火系统，其特征是：幕布上方设有喷水装置。

6、  根据权利要求1所述的地下空间分区窒息灭火系统，其特征是：幕布框架上设有防火挡板。

7、  根据权利要求1所述的地下空间分区窒息灭火系统，其特征是：地下空间预设有加注液氮的管道和控制阀。

地下空间分区窒息灭火系统
所属技术领域
本发明涉及一种扑灭火灾的系统，具体指一种利用耐火幕布将地下空间分隔成独立防火分区的自窒息灭火系统。
背景技术
随着经济快速发展，我国对能源的需求越来越大，其中石油所占的比例呈上升趋势，并且大部分原油和石油制品国内运输是通过铁路完成的。我国是世界上铁路隧道数量最多、总里程最长的国家。中国铁路营运隧道逐渐增多，运送原油等危险物资任务日益加重，在铁路不断提速的情况下，要完全杜绝长大隧道中大规模油料火灾很困难，而隧道是铁路运输的咽喉要道，尽管发生火灾的概率较低，但一旦发生将产生极其严重的后果，因此亟需进行有针对性研究，对确保铁路隧道运营安全有着重要意义。
目前国内外扑灭隧道内油罐列车火灾通常采用沙土袋封堵隧道口或炸隧道封堵洞口的方法，使内部大火因缺氧而窒息。但这种灭火方法动用人力物力多、耗时长、火灾对隧道结构和线路破坏大、交通中断时间长。有鉴于此，各国纷纷开展一些新的灭火方法研究和新的灭火装备开发工作，如灭火列车、细水雾灭火法、移动水囊封堵法等。但上述方法和装备针对隧道油罐大火还存在一些不足之处，表现在：灭火火车造价高昂，配置过多不够经济，配置过少则接到火警后从驻守地赶到火灾现场需长途奔袭，耗时不少、延误战机，并且对于油品等重大火灾只能起辅助灭火的作用。细水雾法在火灾初期很有效果，但当火灾扩大到一定规模后，难以让水雾笼罩整个火场，救援人员手持细水雾发生器在这类火灾中也不大可能太过于接近火场灭火。移动水囊封堵法目前尚处在研究阶段，要投入实际应用还需得到火灾救援列车的支持，且从发现火灾到逼近火场需要较长时间，封堵灭火需要在隧道内人员疏散完毕后才可进行，而此期间火势会不断扩大，增加灭火难度。加上灭火人员需要深入隧道灭火，必须携带呼吸用氧，一旦发生爆炸产生的冲击波将给救援设施和人员带来伤害，使救援陷入中断。在申请号为200510031889.0的专利申请提出利用气幕将地下空间分隔成若干个防火分区使油料大火窒息扑灭的方法，存在相邻分区气体能够局部交换、气幕控制系统复杂、设备耐火性能需要经受大火考验等不利因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、能快速扑灭隧道油罐列车火灾的有效方法，本发明主要由火情监测、控制中心、分区幕布等部分组成，其分区幕布由能够达到一定耐火极限的防火材料制成，平时可收卷或折叠在一起，当检测到火情或在人为控制开启下，能较快地展开，将地下空间分隔成若干个防火分区。由于火灾分区内的温度高压力大，火灾烟气可以经由分区幕布与隧道间的空隙外溢，而外部新鲜空气却不能补充进入到火场里，当火灾分区内的氧气消耗低到一定程度，大火会因缺氧而熄灭。
图1、图2是用Fire Dynamics Simulator(Version 4)软件模拟隧道内火灾燃烧及熄灭过程，隧道均长600米，其截面为宽10米高6米的矩形，火灾规模为10MW。在图1中，隧道用气幕划分防火分区，燃烧开始后400秒火灾烟气充满火灾区段，至2160秒温度达到高峰，之后衰减，至3018秒轰燃，3140秒熄灭，至4900秒轰然期间还有多次局部复燃，从4900秒后逐渐衰减直至熄灭。在图2中，隧道用活动幕布划分防火分区，着火后330秒烟气充满火灾区段，至1440秒温度达到高峰，之后衰减，至2160秒熄灭，2880秒轰然，之后熄灭，隧道内气体温度逐渐下降，至3600秒时火灾区段均低于80℃。通过比较两个模拟结果可知，采用活动幕布划分防火分区比气幕分区灭火时间更短，灭火效果更好。
综上所述，采用以上的技术方案后，活动幕布分区能够快速而有效的扑灭铁路隧道内的大规模油罐车火灾，实施后对确保铁路隧道安全营运和国民经济健康发展有着重要意义。
附图说明
图1是气幕分区隧道火灾模拟图。(a为1080秒、b为2160秒、c为3018秒、d为3140秒、e为4919秒、f为5194秒时隧道纵剖面温度分布图)
图2是幕布分区隧道火灾模拟图。(a为720秒、b为1440秒、c为2160秒、d为2455秒、e为2880秒、f为3540秒、g为3600秒时隧道纵剖面温度分布图)
图3是本发明幕布未放下时的示意图。
图4是本发明幕布放下时的示意图。
图5是本发明幕布的立面图。
图6是本发明带有开口的幕布立面图。
图中：防火分区1，着火点2，火灾烟气3，幕布4，防火侧壁5，防火顶板6，缝7，开口8。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
如图3、图4所示，在隧道内每隔一定距离安装有活动幕布4，两道幕布4之间就成为一个防火分区1，这些幕布4由能够达到一定耐火极限的防火材料制成，平时可收卷或折叠在一起。一旦火灾检测系统通过温度感应器、烟雾感应器检测到着火点2或火灾烟气3的存在，就会向控制中心发送火警，或有人向控制中心报告火警，经过确认火灾位置后，控制中心启动幕布4放下，将隧道分隔成若干个防火分区1。由于火灾分区内的温度高压力大，火灾烟气3可以经由分区幕布4与隧道间的空隙外溢，而外部新鲜空气却不能补充进入到火场里，当火灾分区内的氧气消耗低到一定程度，大火会因缺氧而熄灭。当隧道两侧存在较大风压时，采用幕布4划分防火分区相对气幕可以减少新鲜空气进入火场，从而缩短灭火时间。
隧道等地下空间其截面可能不是矩形，可以如图5所示设置防火侧壁5及防火顶板6围合出一小段矩形空间，并在此安装活动幕布4，以和隧道壁楔合，使火灾烟气3有序流动；防火侧壁5和防火顶板6可以与隧道壁联成一体，也可以与隧道壁脱离而与活动幕布4的框架联成一体。由于火灾分区内有可能产生轰燃爆炸，或有车辆要穿过幕布4，为避免造成对幕布4的破坏，可在幕布4上预设缝7，幕布4可分散向上扬起化解外力作用。在有人员可能通过的地方如图6所示在幕布4上设置开口8，方便人员疏散。如果隧道安装幕布4受限，可如图6一样，在安装幕布4处局部扩大隧道截面。
为保护幕布4工作更长时间，可向幕布4喷水进行保护。
为了进一步缩短灭火时间，可以在隧道内预设管道，以便向火场区段加注液氮或其它灭火液体或气体。
本发明除铁路隧道外，还可广泛应用于公路隧道、地铁区间隧道及站场、地下商场、地下停车场及地下仓库等众多地下空间或相对封闭的建筑空间内进行防火设防。