隧道火灾的顶板和灭火保护系统

隧道顶部防护及火灾抑制系统-该系统可迅速扑灭隧道火灾-YukioAkatsu摘要：世界各地的专家和相关团体已经报导了许多有关隧道火灾的论文和研究报告。大多数论文都包含火灾的来源，死亡或受伤的人数，火灾过程的恐慌感，逃生的重要性以及火灾对经济产生的不利影响。每个国家已经讨论过防止隧道坍塌的措施，逃生方法，紧急设备的必要性以及其他的一些因素防止隧道内灾难性的火灾，这些稍微提高了火灾保护系统。然而,我担心从以前火灾学到的教训没有被有效利用。在日本,2011年三月发生了有记载的最强烈的地震，由此引发了大海啸，造成了巨大的灾难性损失,这些损失主要分布在东北沿海地区和关岛。我觉得我们应该为隧道事故或火灾做好准备,这在以前我们会认为不可能。我已经致力于火灾保护超过了50年。我将要描述我在这方面的观点，由此能更好的预防隧道火灾。关键字：隧道火灾泡沫水监控火灾防御系统模拟隧道红外线火灾探测器苹果型冷却系统。I隧道火灾和普通建筑火灾的区别隧道火灾发生在非常有限的空间，这个空间仅用来让大量的车辆通过，因此一个隧道火灾不同于普通的建筑火灾。固定的和移动的火灾都有可能发生在隧道。另外，隧道内通常有很多易燃的材料，包括携带汽油和沉重材料的车辆。隧道的特征有低矮的顶板和狭窄的道路宽度。因此，如果车辆发生火灾，由于易燃物品的燃烧，会产生大量的黑烟和有毒气体。除非火灾发生的5分钟之内被熄灭，否则由于火灾的快速扩散，就不可能被熄灭了。燃料燃烧时，闪燃会发生在火灾发生后的3-5分钟内，同时隧道内会充满着浓浓的黑烟，很高的热量和一氧化碳。大量的火焰和黑烟很快充满整个隧道。在那样的条件下，采取措施将会不可能。从这方面来说，隧道火灾完全不同于普通的建筑火灾。因此，如果隧道内发生火灾，司机和乘客必须立即扩散到隧道外的安全地点。由于这些原因，使人们能够安全到达逃生路线并能确保他们能从这个路线逃到外边和给隧道配备安全系统对设计隧道是非常有必要的。以前发生隧道火灾，消防员冒着生命危险进入隧道，成功扑灭火灾。然而，从发现火灾到火灾被扑灭仅需要3-5分钟的高性能的防火系统是绝对有必要存在来保护隧道使用者和消防员的安全。隧道内有没有一个强大的自动消防系统对是否引起巨大的损害起决定性因素。有很多隧道火灾，比如在1979年7月的nihongkaza隧道火灾，在1999年三月的勃朗峰隧道火灾，在2001年十月的gotthard隧道火灾。他们都是隧道火灾的典型例子。1979年nihonzaka隧道火灾事故1999年三月勃朗峰隧道火灾事故、2001年十月gotthard隧道火灾事故隧道火灾引起的经济损失是相当大的，这些费用包括所有物理伤害的费用，有修理费，还有人员损失费和经济损失费。作为参考，在下表中仅列出重建费用隧道火灾损失表（参考）近期公路隧道的防灾设计，日本与光荣技术论坛，2009年12月18期，MakotoandTakayaTakimoto(注)转换率:J.Yen80/1.00美元因此，上述三个案例的总花费达到了大约3.7亿美元。II发生隧道火灾时需要考虑的一些重要因素1为什么自动灭火系统没有被提供？可能是国家交通部或者是隧道管理人员还没有对这种系统的能力和必要性经过足够的考虑。简言之,他们可能忽视了更具破坏性火灾发生的可能性,认为“无重大火灾会发生在不久的将来”大多数员工只是想,我们所需要做的仅是通知消防队。消防队能在发生火灾的隧道内做早期消防吗？2谁对隧道内车辆火灾负责如果火灾发生在隧道内，责任在于司机还是隧道管理人员？交通部的职员似乎没有意识到这个问题需要认真讨论，实际上也并没有这样做。相反，可能是司机引起的隧道火灾，虽然驾驶员和隧道管理人员看到了火灾事故的扩展却没有承担责任。那样并没有解决问题。3隧道中谁应该使用灭火系统隧道火灾不同于建筑物的火灾。在任何时候隧道内有大量的车辆。然而，在隧道火灾时，那些车辆的司机并没有义务来发出警报，相反他们所关心的仅是能不能准时到达目的地。隧道的使用者不知道紧急通信系统在哪个位置，也不知道当发生隧道火灾时怎样使用他们。他们并没有努力知道灭火器和消防栓放在哪个地方以及他们怎样使用，因为驾驶员们所关心的仅是驾驶车辆而不是操作这个灭火系统。因此，他们不关心心谁对灭火负责，谁没有付出努力来提高警报。然而消防队要努力弄清楚火灾的来源，在敌意条件下人们不可能使用火灾保护系统。由于那些原因，隧道火灾变成了及其悲惨的灾难。4在所有隧道火灾中的一些常见现象没有人报道火灾的发生，或者是隧道里的人不能立即通知消防局发生了火灾，因为他们不知道如何发出警报。由于在火灾的初始阶段引起的混乱，驾驶员们不能使用他们自己的灭火器。并且因为驾驶员不习惯于使用灭火器，她/他不可能使灭火器发挥其优势。另外，这样的灭火器没有有能力去灭火。火灾所产生的烟雾的数量远超过烟雾吸取设备的能力，使烟雾有效地排出变得不可能。没有有效地强大的灭火系统。Nihonzaka隧道有洒水设备和消防栓。然而，由于巨大的强烈的火灾，水从喷头就蒸发了。另外，没有足够的水来灭火。安装的标准喷头有一个流量80升每分钟，这些水对于建筑火灾是足够了，但是对于隧道火灾远不够。5能够了解到什么原因？在隧道内配备能在火灾发生的3-5分钟内观察到火灾和立即扑灭火灾的系统是非常有必要的。过多的期望不能放在驾驶员和消防队上来处理隧道火灾。作为其中的一部分，隧道管理人员不应该期望通知消防队发生火灾来达到火灾保护的水平6实验研究的方法和结果我已经研究了隧道灭火系统好多年。作为我研究的一部分，我建立了一个50m长，10m宽，6m高的模拟隧道进行测量。川端，在福井大学（现金泽大学）当教授，和我观察了烟雾和火灾的行为，以及温度的分布。我们在火灾如何被快速发现和扑灭开展研究。强烈的意识到隧道灭火系统的必要性，我要提出自动灭火系统这样一个例子。在大小为50m长，10m宽，6m高的隧道内测试俯视（1）过去，有没有这样一种系统可以探测移动车辆的或者是灾难中火灾的温度，还有测量到距火灾发生位置的距离来计算火灾的范围。（2）现在，有一种泡沫水灭火系统，这种系统可以在火灾的初始阶段辨别火灾，还可以向着火源释放水或着泡沫，通过这种方式在火灾蔓延之前就扑灭火灾。（3）灭火系统的精确性在于阻止隧道内温度的上升和使烟雾和热量的值最低。因此，可以防止隧道内顶板的坍塌。（4）此外，该系统是一种有效的灭火器，能使消防队轻松进入隧道，进一步开展消防和救生措施。隧道火灾的泡沫水灭火系统：拥有了这种泡沫水灭火系统，安装在隧道火灾区域的红外线探测器首先发现火灾，然后火灾报警信号从主控面板发送到局部控制面板。安装在水检测器的红外摄像机寻找火灾的来源，然后计算火灾的大小，计算到火灾源的距离，计算火灾源的温度。当温度达到200摄氏度以及以上时，系统给现场的水检测器命令，打开电机阀，开始执行3%-6%的稀释泡沫水喷向火源。火灾的发生和泡沫水的应用仅隔三分钟。OverviewforTunnelFireSuppressionSystem:隧道灭火系统概述Centralcontrolunit:中心控制单元Localpanel:局部控制面板Compactwatermonitorwithinfraredflamedetector：带有红外火焰检测器的压缩水监控装置。50mintervalbetweenwatermonitors:两个水检测器的间距为50mFoamwatermonitorsarerecommendedtoinstallinzigzagarrangementforeffectiveperformance:建议泡沫水检测器交错安装以便达到好的效果。火灾发生后的四分钟，大量的泡沫（1.000到1500l/min）以一种预先设置的模式在火灾附近产生来压制火焰。从探测到火灾到抑制的时间大约是5到10分钟。然而，这要求我们泡沫水灭火系统的操作员不能有失误。除此之外，我们应该有冗余系统作为在泡沫水灭火系统失效情况下的备份。冗余系统作为备份系统。此备份系统称为苹果型冷却系统，苹果型冷却系统与水检测器一样，安装在同一个区域，有3-4个突出喷嘴，单独的电机阀和进料管道，与那些检测器是等价的。如果泡沫水灭火系统失效，这个冷却系统就会在适当区域发出信号用来打开电机阀，并且从3-4个喷嘴里以500-1500l/min的速率释放泡沫或者水。因此把泡沫水或者水涂在隧道的底板顶板，以及侧壁上形成水帷幕。这个系统使隧道内的温度降低，帮助消除烟雾和抑制火灾。苹果型冷却系统结论：在火灾的最早的阶段准确确定火灾的位置和释放大量的水或者灭火泡沫在火源上是非常有必要的。在火灾现场释放大量的水以及灭火泡沫能够使我们极大节省灭火时间，效果是隧道内能见度的快速恢复，以及黑烟和热量的快速扩散，还有阻止了隧道顶板的坍塌。当所有上述事情都完成后，隧道会很好用。每个国家的政府应要求发展国家的最先进的消防系统，即最有能力和有效的系统，并部署在其所有的隧道。为此，我们需要一个强有力的领导高瞻远瞩，深刻洞察和持续关注火灾的对策，来防止隧道灾难。如果我能鼓励人们致力于隧道安全，并有助于消除对我们的生命和财产构成威胁的危险，我会很高兴。参考文献：

1)1992年至2001年间公路和铁路隧道的发生火灾数量（消防白皮书2002年，日本）

2）公路隧道的火灾数量在1998到2997之间变化（消防白皮书2008年，日本）

3）为了公路隧道