基于公路隧道大型火灾消防盲区的消防车和主动灭火系统的优化配置

摘要：在分析公路隧道大型火灾场景以及消防设施灭火能力的基础上，对大型火灾盲区进行了定义，从减少大型火灾盲区危害以及经济性两个角度，对隧道的消防车以及主动灭火系统的配置进行了探讨。

关键词：大型火灾消防盲区；消防车；主动灭火系统； 经济能力

Abstract: in the analysis of large highway tunnel fire scene as well as fire control facilities fire fighting ability of the foundation, on the big fires blind area defined, from reduce big fires blind area the harm and the economy two Angle, to the tunnel fire engines and active fire system of configuration is discussed.

Keywords: big fires fire blind area; Fire engines; Active fire extinguishing system; Economic ability

中图分类号：TU998.1文献标识码：A 文章编号：

消防车和主动灭火系统在控制和扑灭公路隧道大型火灾中具有不可替代的作用，但是由于消防车以及主动灭火系统比较昂贵，会受到隧道经济能力的限制。因此为了更好的应对隧道的大型火灾，有必要根据隧道的经济能力对消防车以及主动灭火系统进行优化配置.

一、消防设施在大型火灾的作用

（一）大型火灾的热释放率及场景

国外的很多相关机构和部门都对隧道火灾的热释放率和场景做了相关实验研究，研究认为：隧道火灾规模主要取决于引起火灾的车辆的类型。以下为不同类型车辆在隧道内燃烧可达到的最高温度及最大热释放率[1]

公共汽车/运货汽车：最高温度700~800°C，最大热释放率15~20MW

载重卡车：最高温度1000~1200°C，最大热释放率50~100MW

油罐车：最高温度1200~1300°C，最大热释放率300MW

荷兰也通过纵向通风隧道的试验[2]也对大型火灾进行了定义：装有50m3汽油的油罐车完全燃烧，估计火灾持续时间：2h，当风速增至3m/s、且穿着消防服能在距火源10～20m处灭火，火灾下游20m处烟雾温度高达1400°C，火灾下游300～500m处的增压机都受到损坏，热释放率在300MW。

（二）消防设施在大型火灾的作用

1.灭火器：隧道内的灭火器一般是为隧道内消防第一梯队的人员所使用，因此具有轻便且操作容易的特点。主要用于扑灭6MW以下火灾，灭火器射程在2~5m之间。发生大型火灾时灭火器的射程以及灭火能力均不能达到灭火要求。

2.消防栓：包括普通消防栓和泡沫消防栓两类，主要是由专业消防人员进行使用，火源附近温度太高对消防员不容易靠近，只有当隧道内的风速等环境因素比较有利的时候，消防栓系统才能够得以使用，由于其灭火能力较低，常配合自主灭火系统以及消防车使用。

3.自主灭火系统：可以自动检测火灾的发生并再较短的时间内做出灭火反应。目前国内外隧道使用较多的是控制初期火灾和防护冷却火场区域的水喷雾系统;用以控制和扑灭初期火灾的泡沫一水喷雾联用系统。水喷雾系统对20MW以下的隧道火灾的扑救和控制效果较好。泡沫水喷雾联用系统根据试验能够在启动两分钟内扑灭200MW的油类火灾（喷射强度：28.95L/min·m2），能够在启动4s内扑灭18MW的A类火灾[3]。自主灭火系统能够在大型火灾的初期迅速响应进行自动灭火，可以有效地控制大型火灾的热释放率的增长速度，为消防车赶来灭火争取时间。另外可以保护风机和机电设施保证其在火灾时能够正常运行。

二、大型火灾消防盲区

发生火灾后，消防车如果在黄金救援六分钟之内不能赶到火灾现场进行灭火，救火失去了最佳时间，那么火灾就极有可能得不到控制进而演变成灾难。隧道内消防车在黄金六分钟内到达不了的这段区域就为隧道的大型火灾盲区。其中S=V/10，V是消防车的平均行驶速度，单位km/h；L是隧道长度。

图1L>2S时，双端布设消防车的盲区区域

三、主动灭火系统以及消防车的优化配置

消防车以及主动灭火系统都比较昂贵，因此应该在隧道经济承受能力的基础上合理的安排消防车以及主动灭火系统的布设以期达到最大的安全性。

（一）配置原则

首先应尽可能的减少隧道盲区的长度，消防车布设后会出现盲区和没有盲区两种情况。

1.无盲区：剩余的经济能力应该首先考虑全线布设主动灭火系统，如果没有能力进行全线布设，应该首先考虑在风机和机电洞口附近布设来保护风机和机电设施正常的运行[4] 。

2.有盲区：首先考虑在盲区尤其是离消防车最远的盲区区域布设主动灭火系统，其次应该考虑在风机和机电洞口附近布设。

（二）基于隧道经济能力的配置模型

按照以上的配置原则，本文仅对L

隧道进行消防车以及主动灭火系统配置的经济能力M，隧道选择的消防车的价格X，隧道选择的主动灭火系统的价格Y，满足保护风机以及机电洞口的主动灭火系统布设的长度F。

当X>Y*L时，既是单辆消防车的价格大于隧道全线布设主动灭火系统的价格，此时主动灭火系统以及消防车的布设情况如下表1

表1LY*L的隧道，经济能力M所对应的消防车和主动灭火设施布设

注：1、风机和机电洞口应该优先布设

2、应该在远离消防车的隧道其他部位优先布设

四、结语

本文根据隧道长度与消防车黄金六分钟之内的覆盖长度的关系、消防车价格与全线布设主动灭火系统的价格以及在盲区全部布设主动灭火系统的价格的关系，建立基于隧道经济能力的配置模型,从而提出了不同经济能力下的消防车以及主动灭火系统的最合理的布设方案，对于危险等级较高的隧道的消防车以及主动灭火系统的布设具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]AlfredHaack，交通隧道中的火灾安全概念，2001’中瑞公路隧道技术交流，2001

[2]Allen R (2003). Tunnel operations. Tunnel Management International, Vol.6, No.4. [3]周湧.对城市道路消防系统设施配置探讨[J].地下工程与隧道，2008（1）：46-49.

[4] DBJ/53-14-2005《公路隧道交通工程设计规范》[S].

作者简介：陈强（1987-），男，河南周口人，重庆交通大学2010级交通规划专业硕士研究生，研究方向：交通规划。