城市地下綜合管廊滅火系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平越來越高，城市土地利用情況越發(fā)緊張，可提高城市地下空間利用率的綜合管廊逐漸成為我國市政基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展趨勢。這種將各類市政管線集中在一起的做法雖有效地節(jié)省了城市地下空間，但密集的管線也增大了火災(zāi)發(fā)生凡率，其中火災(zāi)危險性較大的管廊電力艙一旦發(fā)生火災(zāi)后極易造成城市大面積斷電，嚴(yán)重影響居民的日常生活和城市的正常運(yùn)營，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在管廊內(nèi)設(shè)置合理有效的滅火系統(tǒng)來預(yù)防和控制火勢，盡可能撲滅早期火災(zāi)，最

2、大程度的減小火災(zāi)帶來的損失有利于保障消防安全。
　　筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn)我國《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》GB50838-2015中規(guī)定綜合管廊中容納電力電纜的艙室應(yīng)設(shè)置有自動滅火系統(tǒng)，但未明確何種自動滅火系統(tǒng)及具體設(shè)置參數(shù)，前人對滅火系統(tǒng)選取的研究也大多停留在對比分析層面，本文將針對這一問題開展研究。
　　本文對比分析了干粉滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、氣溶膠滅火系統(tǒng)和細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在管廊內(nèi)的適用性，認(rèn)為對于地下綜合管廊電

3、力艙，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的綜合滅火效果好、性價比高、具有良好的電氣絕緣性，相比于其他滅火系統(tǒng)有明顯優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上采用實(shí)體實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證了細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在管廊電力艙內(nèi)的滅火效果，并通過FDS數(shù)值模擬綜合考慮了管廊通風(fēng)、霧滴粒徑、噴霧流量、霧錐角、噴射速度以及噴頭布置間距等因素對細(xì)水霧滅火特性的影響，研究表明:
　　1.實(shí)體實(shí)驗(yàn)
　　(1)實(shí)體火災(zāi)實(shí)驗(yàn)表明開式高壓全淹沒式細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在綜合管廊中能夠有效的抑制、熄滅電纜火，且沒有

4、發(fā)生復(fù)燃，具有很好的降低火場溫度、衰減火焰熱輻射和洗消煙氣的作用。(2)細(xì)水霧冷態(tài)布水實(shí)驗(yàn)表明，本文實(shí)驗(yàn)平臺內(nèi)的兩個相鄰細(xì)水霧噴頭中間點(diǎn)正切于電纜橋架方向上的第3層和第4層電纜為細(xì)水霧水量相對薄弱處。
　　2.FDS數(shù)值模擬
　　(1)始終保持通風(fēng)，細(xì)水霧則無法滅火。建議將細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動，火災(zāi)時關(guān)閉通風(fēng)，提升細(xì)水霧的滅火能力。(2)粒徑為100μm的細(xì)水霧動量小不容易穿透火焰，500μm、700μm的細(xì)水霧穿透

5、力強(qiáng)但隔氧窒息作用不顯著，綜合考慮到粒徑越小對細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)要求越高，建議采用粒徑為300μm的細(xì)水霧。(3)隨著噴霧流量的增加，細(xì)水霧的滅火效果增強(qiáng)，但當(dāng)噴霧流量大于13L/min時，細(xì)水霧的滅火效果增加不明顯，考慮到水量越大造成線路短路及觸電的可能性越大，本文研究中建議采用流量為13L/min的細(xì)水霧。(4)對于綜合管廊電力艙電纜火，本文研究建議采用霧錐角為120°的細(xì)水霧。(5)適當(dāng)增大細(xì)水霧的噴射速度可以增強(qiáng)細(xì)水霧的滅