隧道火灾诱因与火灾燃烧特性研究分析

隧道火灾是指发生在隧道这一狭长、封闭、空间受限的特殊建筑物内的火灾。由于其结构特殊性,隧道火灾的燃烧特性、烟气流动、散热条件、人员疏散和救援灭火方式都与开放空间或普通建筑火灾有显著区别,通常具有突发性强、发展迅速、危害性大、救援困难等特点,是公共安全领域重点防范的灾害类型。


二、隧道火灾的诱因多种多样,主要包含车辆引起的燃烧事故和隧道设施及人为因素引起的火灾事故,

1、车辆燃烧事故:如发动机过热、刹车系统过热(尤其对重型货车)、轮胎爆胎与摩擦起火、电气线路短路等。隧道内车辆追尾、侧撞等交通事故,导致油箱破裂燃油泄漏或电路短路引发火灾。运输易燃易爆(如汽油、化学品)、可燃物(如棉花、木材)的车辆发生泄漏或自燃。

2、隧道设施引发的火灾:隧道内的照明、通风、监控等电缆电线老化、过载、短路起火。

设施不完善或维护不到位,无法在初期有效控制火势。

3、人为因素:司机或乘客不当行为: 如在隧道内吸烟并乱扔烟蒂、非法携带危险品等。

维修施工过程中违规动火作业(如电焊、切割)引发火灾。


三、 隧道火灾的特点

火灾产生的浓烟难以自然排出,迅速充满整个空间,遮挡视线,极大增加了人员疏散和消防员内攻的难度。 火灾释放的热量在隧道内积聚,形成高温热烟气流,并沿隧道顶部迅速扩散。温度可在短时间内高达1000°C以上,能破坏结构、引爆油箱。 燃烧消耗大量氧气并产生一氧化碳(CO)、氰化氢(HCN)等有毒烟气,是导致人员伤亡的主要原因(大部分遇难者是因吸入有毒烟气窒息或中毒而死)。


四、隧道火灾燃烧特性研究与规范

1、 火灾动力学行为研究:通过全尺寸或缩尺寸模型实验和计算机进行火灾模拟,研究隧道内火灾燃烧速率、烟气蔓延规律、温度分布、顶棚射流特性等。

2、通风与排烟技术研究: 重点研究纵向通风、点式排烟、集中排烟等不同排烟模式下的烟气控制效果,以及通风对火源功率、疏散环境的影响,优化“临界风速”的计算方法。

3、结构耐火与抗爆性能研究: 研究隧道衬砌混凝土在高温下的爆裂机理、力学性能退化规律,并开发高性能耐火涂料和防火板材,制定结构防火保护标准。


五、ZY6816大型多海拔环境隧道火灾燃烧特性测试系统

1、适用范围:

适用于隧道车辆及材料以及锂电池在多海拔环境研究隧道火灾燃烧特性测试。

2、设备组成:

2.1系统包括:燃烧及控制系统、海拔环境控制系统、总烟量生成检测系统、高清摄像系统、烟气净化系统。

2.2燃烧及控制系统:功率为3MW;

2.3海拔环境控制系统:不同海拔高度的试验环境(充氮模拟氧含量);

2.4总烟量生成系统:测量燃烧产物烟气生成量;

2.5高清摄像系统:捕捉试验过程实时动态燃烧状态;

2.6烟气净化系统:烟尘净化量3万立方米以上

3.1标准试验房间:

3.1.1外墙尺寸:长4500±50mm,宽4500±50mm,由防火砖砌成;

3.1.2内墙内采用厚2.0mm SUS304不锈钢焊接而成,

支架上方为锥形收集塔,顶部尺寸为1500*1500*1500mm立方体,为增加湍流效果,形成烟气均混器。

3.2排烟管道:

3.2.1安装在烟气均混器的出口处,内径为1000mm,

3.2.2管段的两端应安装均流器,使管道内气体流动均匀

3.2.3系统的测量段设置在排气管道直管段且气体均匀混合器的地方;

3.3风机:

3.3.1排气量为30000M3/H,以收集表面材料实体房间火试验产生的所有烟气,风机尾部的真空度为3.5KPa

3.3.2风机的排气量由变频器控制连续可调

3.4热流计:量程:0~50KW/M2,精度:±3%,响应时间:≦1S

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