●白曉輝，梁彥雋

(1．山西省消防總隊(duì)，山西 太原 030001;2．陽泉市消防支隊(duì)，山西陽泉 045000)

公路隧道環(huán)境密閉性強(qiáng)，逃生和救援條件差，早期報(bào)警、及時(shí)撲滅和人員的安全疏散是隧道消防設(shè)計(jì)應(yīng)解決的重要問題，其中快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)火情是滅火救援和有效疏散逃生的重要前提。因此，科學(xué)、合理地選取隧道火災(zāi)探測器就顯得尤為重要。目前，市場上常見的隧道火災(zāi)探測器主要有感溫型和感光型兩種。為了更好地指導(dǎo)公路隧道的設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位科學(xué)合理地選用火災(zāi)探測器，筆者組織山西五盂高速的建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備生產(chǎn)廠家及當(dāng)?shù)毓蚕啦块T的相關(guān)人員開展了隧道實(shí)體點(diǎn)火試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究。

1 試驗(yàn)基本情況

山西五盂高速公路有特長隧道2條、長隧道3條，為了實(shí)際考證感溫與感光兩種火災(zāi)探測器在隧道中對(duì)火災(zāi)的探測效果，選取在建的五盂高速公路下細(xì)腰隧道作為火災(zāi)探測點(diǎn)火試驗(yàn)的實(shí)體隧道，對(duì)以感溫為原理的光纖光柵探測器和以感光為原理的紅外火焰探測器進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn)。

1．1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

通過在隧道實(shí)體中進(jìn)行點(diǎn)火模擬試驗(yàn)，主要從探測速度和探測精度兩個(gè)方面比較兩種火災(zāi)探測器的探測效果，為公路隧道工程火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)選型提供參考依據(jù)。

1．2 產(chǎn)品選型

本次試驗(yàn)選取了經(jīng)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測合格的3種產(chǎn)品，分別是:上海光柵信息技術(shù)有限公司生產(chǎn)的FBG1550線型光纖光柵感溫火災(zāi)探測器(以下簡稱FBG1550探測器)，上海能美西科姆消防設(shè)備有限公司生產(chǎn)的RDCZ002-D點(diǎn)型紅外火焰探測器(以下簡稱RDCZ002-D探測器)，通用電氣(上海)有限公司生產(chǎn)的GS9208型雙波長紅外火焰探測器(以下簡稱GS9208探測器)。

1．3 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)條件為:(1)隧道試驗(yàn)段凈高7．5 m，凈寬11 m，試驗(yàn)段起點(diǎn)樁號(hào)設(shè)為K0+000，洞內(nèi)終點(diǎn)樁號(hào)設(shè)為K0+300。試驗(yàn)在自然通風(fēng)情況下進(jìn)行，經(jīng)現(xiàn)場檢測，試驗(yàn)時(shí)大氣溫度為17℃左右，洞內(nèi)2 m高處風(fēng)速為1．4 m·s-1。(2)3種火災(zāi)探測器安裝在同一段隧道內(nèi)，其中:FBG1550探測器安裝在隧道右洞試驗(yàn)段頂部，距離頂部30cm，每10 m有1個(gè)光柵感溫點(diǎn)，安裝總長度為250 m;RDCZ002-D探測器安裝在隧道行車方向右側(cè)壁，距離地面2．3 m，每50 m安裝1個(gè)，探測器照射前后方向各25 m，共安裝綜合盤5只;GS9208探測器安裝在隧道行車方向右側(cè)壁，距離地面2．3 m，每50 m安裝1個(gè)，探測器沿行車方向照射，共安裝綜合盤5只。上述3種產(chǎn)品分別連接各自的火災(zāi)報(bào)警控制器，該控制器能實(shí)時(shí)記錄報(bào)警時(shí)間和位置，每次試驗(yàn)3種探測器均同時(shí)進(jìn)行測試。(3)試驗(yàn)火盆尺寸0．7 m×0．7 m。分4種情形進(jìn)行模擬:一是固定火;二是火焰探測器的鏡頭受污染條件下對(duì)固定火的探測;三是移動(dòng)火;四是煙火。其中前3種情形采用火盆內(nèi)點(diǎn)汽油火的方法;煙火采用火盆內(nèi)點(diǎn)柴油火并加壓濕木柴的方法。(4)試驗(yàn)前將電子計(jì)時(shí)器和3個(gè)探測器報(bào)警主機(jī)統(tǒng)一時(shí)間。計(jì)時(shí)器隨火盆車記錄每次點(diǎn)火時(shí)間;洞口報(bào)警主機(jī)記錄每次主機(jī)報(bào)警時(shí)間，同時(shí)記錄報(bào)警位置。報(bào)警時(shí)間精確到秒，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，火災(zāi)探測器報(bào)警時(shí)間超過60 s屬報(bào)警無效。

1．4 火源及污染模擬

根據(jù)隧道運(yùn)營中可能存在的各種情況，共設(shè)計(jì)4組試驗(yàn):明火、污染、移動(dòng)火盆和煙火。(1)明火是公路隧道內(nèi)大多數(shù)火災(zāi)的表現(xiàn)形式，對(duì)明火的響應(yīng)情況很大程度上能夠說明火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)際使用效果。本研究在行車道、隧道中心線、超車道共安排了6次明火試驗(yàn)。(2)考慮到公路隧道火災(zāi)主要為移動(dòng)車輛燃燒的情況，本研究在隧道行車道、隧道中心線、隧道超車道共安排了3次移動(dòng)火盆試驗(yàn)，火盆移動(dòng)速度為1 m·s-1。(3)公路隧道內(nèi)環(huán)境差，且山西境內(nèi)運(yùn)煤車輛較多，污染比較嚴(yán)重。由于感溫型探測器以溫度的變化為報(bào)警依據(jù)，且不易遮擋無法量化，本研究未對(duì)感溫型探測器做污染試驗(yàn)，只針對(duì)雙波長感光型探測器，采用單層醫(yī)用紗布遮蓋火焰探測器視窗的形式，在行車道、隧道中心線、超車道共安排了3次試驗(yàn)。(4)考慮到有的火災(zāi)會(huì)伴隨著濃煙，因此，安排了3次煙火試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2．1 明火

明火條件下共點(diǎn)火6次，3種探測器均報(bào)警6次，F(xiàn)BG1550探測器和RDCZ002-D探測器系統(tǒng)平均報(bào)警時(shí)間相同，GS9208探測器系統(tǒng)平均報(bào)警速度快于前兩者約2 s左右。FBG1550探測器報(bào)警位置全部正確，RDCZ002-D探測器和GS9208探測器報(bào)警位置各錯(cuò)誤1次，且后者存在1次誤報(bào)。具體試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 明火試驗(yàn)結(jié)果

2．2 污染

污染條件下共點(diǎn)火3次，兩種感光型探測器均報(bào)警3次(污染試驗(yàn)時(shí)，F(xiàn)BG1550探測器未關(guān)閉，相當(dāng)于做了3次明火試驗(yàn)，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)歸入明火類型)。RDCZ002-D探測器由于探測器被遮擋后引起自身故障報(bào)警導(dǎo)致試驗(yàn)過程中未報(bào)警，報(bào)警位置全部錯(cuò)誤，相鄰位置未模擬污染的火災(zāi)探測器報(bào)警，其平均報(bào)警時(shí)間為16．3 s;GS9208探測器的平均報(bào)警時(shí)間為11．3 s，報(bào)警速度相對(duì)較快，報(bào)警位置全部準(zhǔn)確。具體試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 污染試驗(yàn)結(jié)果

2．3 移動(dòng)火盆

移動(dòng)火盆條件下共點(diǎn)火3次，3種探測器均報(bào)警3次。FBG1550探測器和RDCZ002-D探測器系統(tǒng)平均報(bào)警時(shí)間相同，報(bào)警位置全部準(zhǔn)確。GS9208探測器系統(tǒng)平均報(bào)警速度快于前兩者，但對(duì)火源位置的探測均發(fā)生偏離，報(bào)警位置不準(zhǔn)確。具體試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 移動(dòng)火盆試驗(yàn)結(jié)果

2．4 煙火

煙火條件下共點(diǎn)火3次，F(xiàn)BG1550探測器系統(tǒng)平均報(bào)警時(shí)間最長，GS9208探測器系統(tǒng)平均報(bào)警時(shí)間最短。FBG1550探測器和RDCZ002-D探測器報(bào)警位置全部正確，GS9208探測器漏報(bào)1次。具體試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 煙火試驗(yàn)結(jié)果

3 試驗(yàn)結(jié)論及討論

通過試驗(yàn)可得出如下結(jié)論:(1)差定溫感溫型和感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)0．5 m2的各種油盆火均能在60 s內(nèi)及時(shí)報(bào)警。(2)4種模擬情形下，F(xiàn)BG1550探測器系統(tǒng)平均報(bào)警時(shí)間為17．32 s，RDCZ002-D探測器系統(tǒng)平均報(bào)警時(shí)間為17．02 s，GS9208探測器系統(tǒng)平均報(bào)警時(shí)間為13．8 s。(3)在本試驗(yàn)條件下，感溫型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)火源位置報(bào)警基本準(zhǔn)確，感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)個(gè)別存在報(bào)警位置偏差。(4)采用單層紗布進(jìn)行污染試驗(yàn)的報(bào)警時(shí)間與明火試驗(yàn)的報(bào)警時(shí)間相比，無明顯差距，污染試驗(yàn)對(duì)感光型探測器報(bào)警時(shí)間無明顯影響。

由于試驗(yàn)場地及設(shè)備等局限，本次試驗(yàn)研究存在如下缺陷和不足:(1)本次試驗(yàn)未做火災(zāi)初期的小火焰模擬探測。但在試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了如下情況:當(dāng)點(diǎn)著點(diǎn)火棒、正準(zhǔn)備去點(diǎn)火盆的時(shí)候，火焰探測器已經(jīng)報(bào)警，導(dǎo)致試驗(yàn)一度無法按方案進(jìn)行，后來找到一塊約1 m2的大木板，把點(diǎn)著的點(diǎn)火棒隱蔽在該木板后，使該小火焰不被火焰探測器提前探到，才使試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行。這種情形實(shí)際上體現(xiàn)了火焰探測器對(duì)初期火災(zāi)探測的優(yōu)越性。(2)火源運(yùn)動(dòng)速度慢。本次試驗(yàn)的隧道剛剛挖通，尚未鋪路面，受試驗(yàn)條件的制約，試驗(yàn)?zāi)M火源的運(yùn)動(dòng)速度為1 m·s-1，不能真正模擬車輛正常的行駛速度。(3)通風(fēng)條件為自然通風(fēng)。本次模擬試驗(yàn)的風(fēng)速為1．4 m·s-1，與風(fēng)機(jī)開啟的一般工況有差距。(4)煙火模擬不很成功。本次模擬試驗(yàn)發(fā)煙量小、發(fā)煙時(shí)間短，沒有真正實(shí)現(xiàn)原計(jì)劃模擬的陰燃火災(zāi)。

4 公路隧道火災(zāi)探測器的選用

從報(bào)警效率方面考慮，一是在對(duì)0．5 m2油盤火(火災(zāi)的發(fā)展蔓延階段)的探測方面，從平均報(bào)警時(shí)間來看，雖然火焰探測器較快于感溫探測器，但參加試驗(yàn)的3種火災(zāi)探測器無明顯的差距，感溫火災(zāi)探測器的快速報(bào)警應(yīng)該是受益于其差溫探測報(bào)警功能。二是兩種火焰探測器均有對(duì)鏡頭受污程度的自動(dòng)檢測功能，當(dāng)光透量低于設(shè)定值時(shí)會(huì)向控制中心發(fā)出故障報(bào)警、請(qǐng)求養(yǎng)護(hù)。三是GS9208探測器還具有對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)的自動(dòng)檢測功能。開機(jī)后或每次復(fù)位，其火災(zāi)探測器均需要約40 s的時(shí)間，對(duì)工作環(huán)境的光學(xué)數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測并儲(chǔ)存，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)與正常的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，這是該產(chǎn)品技術(shù)上有別于其他產(chǎn)品的一個(gè)特點(diǎn)。

從投資和維護(hù)方面考慮，一是感溫火災(zāi)探測器在總投資方面較火焰探測器低，有人認(rèn)為感溫火災(zāi)探測器會(huì)低10%～30%。二是感溫火災(zāi)探測器養(yǎng)護(hù)周期長，但安裝在隧道的穹頂，一旦進(jìn)行養(yǎng)護(hù)即需要封路;火焰探測器養(yǎng)護(hù)周期短，但安裝高度低(低于2．5 m)，平時(shí)即可隨時(shí)養(yǎng)護(hù)。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及綜合分析，筆者認(rèn)為，火焰探測器在山西省公路特長隧道和長隧道中更為適用。