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淺述綜合管廊消防安全及預防對策

更新時間：2023-03-03 瀏覽次數(shù)：374

城市綜合管廊屬于地下狹長受限空間，狹長受限空間內(nèi)發(fā)生的火災，與一般的建筑火災發(fā)展過程具有一定的相似性。當火災發(fā)展至充分發(fā)展階段，管廊內(nèi)所有可燃物同時發(fā)生燃燒，管廊內(nèi)溫度將會達到1000℃以上，會嚴重損壞整個管廊結構和設備，所以為了預防和控制管廊電纜火災，減小火災損失，需要在初期增長階段采取有效措施。

城市綜合管廊火災大多數(shù)情況下是由電纜自身故障引起。在電纜的故障狀態(tài)下，管廊內(nèi)熱量無法正常排出，發(fā)熱電纜附近溫度不斷升高，引起電纜絕緣和護套材料的融化熱解。當絕緣和護套層失效，則極有可能會發(fā)生短路，產(chǎn)生的電弧或電火花能量很高會立即引燃電纜產(chǎn)生明火。當出現(xiàn)明火后，火災的發(fā)展大致分為以下幾個過程。當出現(xiàn)明火后，被引燃電纜上方會形成火羽流，周圍空氣由于浮力作用會被不斷卷吸入火羽流中，火羽流在不斷上升的過程中，由于周圍冷空氣的混入，溫度會不斷降低。當?shù)竭_管廊頂部時，會被頂棚所阻擋，發(fā)生頂棚射流現(xiàn)象。火焰會沿縱向電纜敷設方向蔓延，沿豎向向相鄰托架層電纜蔓延，形成立體蔓延態(tài)勢。熱煙氣在頂棚處聚集并開始水平蔓延，如果管廊各通風口和防火門未能有效關閉，熱煙氣則會繼續(xù)向相鄰防火分區(qū)繼續(xù)蔓延，使得火災進一步蔓延擴大。

五、城市綜合管廊消防工程現(xiàn)狀

1. 結構與防火分隔

城市綜合管廊的內(nèi)部結構設計需要滿足規(guī)劃、施工、防火等要求，保證結構具有一定的耐久性。為了防止火災蔓延發(fā)展，采用防火分隔措施將長距離的綜合管廊電纜倉分隔為不同的防火分區(qū)。管廊內(nèi)電纜的布置還需要考慮散熱、防火、以及方便人員維修等。

（1）內(nèi)部結構與電纜托架。綜合管廊內(nèi)部結構耐火等級為一級，電纜敷設分為單側和雙側，管廊高度、寬度設置要滿足電纜敷設及人員維護施工所需空間。電纜托架層間距大小對于電纜日常散熱、火災時豎向蔓延速度等都會產(chǎn)生較大影響。

（2）防火隔斷。管廊內(nèi)按照一定距離設置防火隔斷，能夠有效阻止火災蔓延擴大，將影響范圍控制在一定區(qū)域內(nèi)，可采取的主要措施有防火墻、防火門和防火隔板等。防火分區(qū)之間應設置防火墻和防火門，并且發(fā)生火災時應能夠聯(lián)動關閉防火門。使用防火隔板來分隔電纜敷設時出現(xiàn)的重疊或交叉區(qū)域。

2. 火災探測報警裝置

管廊距離較長，非檢修施工時沒有人員進入，火災初期階段很難被察覺，為了能夠及時探測到火情防止蔓延成災，設置自動報警裝置是十分必要的。《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》要求，在敷設電力電纜的艙室中均應設置火災自動報警系統(tǒng)。

（1）探測器選型：①全線設置火災監(jiān)控報警系統(tǒng)；②管廊外容易出現(xiàn)異常發(fā)熱的重點部位應設置電氣火災監(jiān)控探測器；③管廊內(nèi)應在電纜的上表面敷設線型感溫火災探測器，有外部火源進入可能的管廊還應同時在管廊頂部中央設置；④管廊內(nèi)應設置手動報警按鈕和防火門監(jiān)控系統(tǒng)。

（2）探測器設置要求：①線型感溫火災探測器應采用接觸式的敷設方式，纜式線型感溫火災探測器應采用“S"形布設，光纖式探測器應采用一根感溫光纜保護一根動力電纜的方式；②管廊內(nèi)的線型感溫探測器可接入電氣火災監(jiān)控器。

3. 自動滅火裝置

由于管廊環(huán)境狹長封閉，滅火救援人員難以接近著火點，且電纜燃燒產(chǎn)生大量煙氣造成管廊內(nèi)能見度較低，常規(guī)的消防撲救十分困難。因此自動滅火系統(tǒng)對于撲救管廊早期火災，控制火災蔓延，減小火災損失，能夠發(fā)揮十分關鍵的作用。目前不同工程當中使用的自動滅火系統(tǒng)種類眾多，其中主要包括超細干粉、氣體、水噴霧、細水霧等滅火系統(tǒng)等，分析四種類型滅火系統(tǒng)的優(yōu)缺點，可以發(fā)現(xiàn)，氣體滅火系統(tǒng)由于需要形成密閉空間在長距離的管廊中不適用，水噴霧滅火系統(tǒng)用、排水量均較大，造成水漬損失過大，也不適用于管廊。超細干粉和細水霧滅火系統(tǒng)，電氣絕緣性都非常好，超細干粉系統(tǒng)具有系統(tǒng)布置簡單、造價低的優(yōu)點，而細水霧滅火系統(tǒng)具有可重復使用和事故后處理簡單、沒有水漬損失的優(yōu)點，所以根據(jù)實際工程特點可以發(fā)現(xiàn)，這兩種滅火系統(tǒng)應用于管廊是較為適宜的。

4. 通風及排煙裝置

管廊內(nèi)容納電纜眾多，在日常工作狀態(tài)下電纜會產(chǎn)生一定的熱量，如果散熱條件不佳，熱量逐漸積累，管廊內(nèi)氣溫升高導致電纜絕緣老化速度加快，當絕緣外層發(fā)生失效后則可能會引發(fā)電纜的異常工作，進而導致火災的發(fā)生。管廊內(nèi)常用的通風方式包括自然通風或機械通風兩種，通風方式的選擇是根據(jù)通風量及通風區(qū)域的長短等因素確定。管廊通風系統(tǒng)應同時滿足排熱、巡視、換氣及事故后排煙四種工況的要求，其中排熱工況時通風量需要能夠排出綜合余熱維持管廊內(nèi)溫度不超過40℃，并且要求進、排風之間的溫度差不超過10℃，其余工況一般按規(guī)定的換氣次數(shù)來計算風量。風機需要同時滿足以上四種工況風量和風壓要求，且還需滿足管廊內(nèi)風速小于5m/s，防火門處的風速不宜大于7m/s。當火災報警控制器收到兩個獨立的火災信號后，應能聯(lián)動關閉通風排煙系統(tǒng)，當火災撲滅后可由工作人員手動開啟事故排煙。

六、城市綜合管廊火災預防對策

通過對現(xiàn)行防火措施的分析研究，結合城市綜合管廊特點及火災原因，針對現(xiàn)行標準中的不足提出三點火災預防對策。

1. 規(guī)范標準完善與建立

目前，城市綜合管廊消防安全相關規(guī)范標準不夠完善，缺少系統(tǒng)的、全面的消防專業(yè)規(guī)范，所以難以按照統(tǒng)一的標準來設計施工，不僅使其存在較大的火災隱患，還給日常的消防管理帶來困難。主要存在的問題有：（1）不同設計規(guī)范中互相存在矛盾；（2）自動滅火系統(tǒng)的選型和應用及相關參數(shù)標準不夠完善；（3）對防火措施的考慮不夠全面。

通過以上分析可知，針對綜合管廊消防安全問題提出一個系統(tǒng)性、全面性的設計規(guī)范，將現(xiàn)行不同規(guī)范中存在的矛盾和差異進行重新修訂，是今后制定和修改規(guī)范標準可以參考的方向。

2. 主動防火措施

（1）及時發(fā)現(xiàn)電纜絕緣缺陷，并及時對存在隱患的電纜進行修復或更換；

（2）電氣保護裝置在保證可靠性的前提下，提高其靈敏度，確保電纜故障發(fā)生時可以及時有效切斷電源，防止內(nèi)部火源的產(chǎn)生；

（3）對綜合管廊全線電纜的表面溫度能夠?qū)崟r監(jiān)控，可以早期發(fā)現(xiàn)故障并及時找出隱患點，予以消除。

3. 被動防火措施

防火隔斷和防火封堵：綜合管廊內(nèi)部應合理劃分防火分區(qū)，并設置防火墻、甲級防火門來劃分，并且防火門應采取與火災報警系統(tǒng)連鎖的設置，火災時可以自動進行關閉。電纜穿越墻體的孔洞、通風口、安全孔等開口應采用可靠的封堵措施。

（1）火災自動報警系統(tǒng)：電纜表面鋪設線性感溫探測器，管廊空間頂部使用線性感溫或感煙探測器，保證及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)部及外部火源并得到控制。針對接頭、端子等易發(fā)生故障的部位應用電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)生異常及時切斷電源。

（2）自動滅火設施：根據(jù)國內(nèi)外相關規(guī)范，可設置水噴霧滅火系統(tǒng)、細水霧滅火系統(tǒng)和超細干粉滅火系統(tǒng)。具體采用哪種需要從綜合管廊的危險性、工程成本來考慮。

（3）通風排煙設施：在火災確認后，應立刻關閉通風系統(tǒng)，防止火災繼續(xù)擴大蔓延，也能在一定程度上形成封閉空間達到窒息滅火的作用?；馂氖鹿屎?，不可在未確認火災撲滅的情況下開啟風機，風機開啟會使管廊內(nèi)缺氧狀態(tài)得到改善，從而可能發(fā)生復燃甚至轟燃。

七、 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

1.平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡、系統(tǒng)架構、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內(nèi)部干擾性強、使用單位多及協(xié)調(diào)復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

2.平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

3.平臺拓撲圖

4.平臺子系統(tǒng)

4.1電力監(jiān)控

電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等。

4.2環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

4.3馬達監(jiān)控

馬達監(jiān)控實現(xiàn)對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現(xiàn)對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設置聯(lián)動控制。

4.4電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

4.5智能照明控制

①　防火分區(qū)單獨控制，分區(qū)內(nèi)設置智能控制面板就地驅(qū)動器；開關驅(qū)動器連接消防報警系統(tǒng)，接收消防報警信息，強制打開驅(qū)動器回路。

②　廊內(nèi)上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內(nèi)自動開啟燈具，在管廊內(nèi)停留燈具保持常亮，離開后燈具關閉。

③　除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實現(xiàn)集中控制，實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

④　考慮現(xiàn)場模塊分布較廣，距離過長，除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實現(xiàn)集中控制，實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。

⑤　系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能。