城市地下綜合管廊滅火系統(tǒng)的實驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國經濟的快速發(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建設的發(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發(fā)生凡率，其中火災危險性較大的管廊電力艙一旦發(fā)生火災后極易造成城市大面積斷電，嚴重影響居民的日常生活和城市的正常運營，造成巨大的經濟損失。因此，在管廊內設置合理有效的滅火系統(tǒng)來預防和控制火勢，盡可能撲滅早期火災，最

2、大程度的減小火災帶來的損失有利于保障消防安全。
　　筆者調研發(fā)現(xiàn)我國《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》GB50838-2015中規(guī)定綜合管廊中容納電力電纜的艙室應設置有自動滅火系統(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)和細水霧滅火系統(tǒng)在管廊內的適用性，認為對于地下綜合管廊電

3、力艙，細水霧滅火系統(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。在此基礎上采用實體實驗的方法驗證了細水霧滅火系統(tǒng)在管廊電力艙內的滅火效果，并通過FDS數(shù)值模擬綜合考慮了管廊通風、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水霧滅火特性的影響，研究表明:
　　1.實體實驗
　　(1)實體火災實驗表明開式高壓全淹沒式細水霧滅火系統(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)細水霧冷態(tài)布水實驗表明，本文實驗平臺內的兩個相鄰細水霧噴頭中間點正切于電纜橋架方向上的第3層和第4層電纜為細水霧水量相對薄弱處。
　　2.FDS數(shù)值模擬
　　(1)始終保持通風，細水霧則無法滅火。建議將細水霧滅火系統(tǒng)與通風系統(tǒng)聯(lián)動，火災時關閉通風，提升細水霧的滅火能力。(2)粒徑為100μm的細水霧動量小不容易穿透火焰，500μm、700μm的細水霧穿透

5、力強但隔氧窒息作用不顯著，綜合考慮到粒徑越小對細水霧滅火系統(tǒng)的設計參數(shù)要求越高，建議采用粒徑為300μm的細水霧。(3)隨著噴霧流量的增加，細水霧的滅火效果增強，但當噴霧流量大于13L/min時，細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°的細水霧。(5)適當增大細水霧的噴射速度可以增強細水霧的滅