??? 3.3數(shù)據(jù)處理和分析
??? (一)煙氣
??? 研究煙氣分布對于火災救援非常重要,尤其是環(huán)境比較惡劣的場所,在電纜隧道火災模擬中,對實驗數(shù)據(jù)分析,繪圖比較,發(fā)現(xiàn)隨著時間增加,隧道由于通風不佳,煙氣大量積累,在273.6秒(4.56分鐘)時,煙氣只存在于0.5米高,到了1058.4秒(17.64分鐘)時(如圖3),其能見度已經很小,而在此時,可燃物還在劇烈燃燒,煙氣還在積累,人員幾乎不可能生存。
??? 從圖6中可以看出,當612秒(10.2分鐘)時,煙氣的濃度達到最大值。
??? 通過繪圖比較可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律:
??? 1.隧道電纜發(fā)生火災時,煙氣從著火源即燃燒較劇烈的一側,向燃燒程度低的區(qū)域延伸。
??? 2.煙氣由于火羽流熱作用,先上升至頂部,而后順著墻面向下延伸。
??? 3.煙氣延伸速率很快。根據(jù)實驗數(shù)據(jù),在518.0秒(8.64分鐘)時,距離地面1.0m以上的空間已經充滿煙氣。如圖4。
??? 因此,在火災現(xiàn)場,消防滅火人員應該順著燃燒劇烈程度較低的一側,彎腰前進,那些在火災中逃亡者也應該如此,或者爬到地上臉朝下,等待救援人員的到來。同時,消防人員可以根據(jù)煙氣分布初步判斷著火源的大概位置,便于實施滅火和救援工作。
??? (二)火焰蔓延情況???? 在實驗中,可以看到在10.8s時,火焰開始在垂直方向迅速蔓延,到達414.0s(6.9分鐘)時形成頂棚射流,加劇了火焰的蔓延,在529.0s(8.81分鐘)時,火焰開始在水平方向蔓延,到698.4s(11.64分鐘)時,火已經蔓延到左側上層電纜,到1580.4s(26.34分鐘)時,火焰已經充滿了整個隧道模型。
??? 分析可知,火從陰燃到劇烈燃燒,只用了500s(8.33分鐘)。在現(xiàn)實中,電纜隧道一旦發(fā)生火災如果自動滅火系統(tǒng)不能在8.33分鐘內自動滅火,火焰就會蔓延,引燃整個隧道電纜,向兩端蔓延。在模型計算中,6米長隧道,火焰蔓延只用了860s(14.33分鐘)。在實際現(xiàn)場,電纜隧道火災時由于有煙囪效應,風速一般為0.5m∕s[4],加速了火焰蔓延,火焰蔓延速度更快。
??? (三)氧氣濃度:(黑色代表氧氣分布,越黑,氧氣濃度越大)
??? 通過上述數(shù)據(jù)分析和作圖比較,可以看出,在電纜開始燃燒時的262.0s時,火焰開始加速蔓延,火羽流上升碰到頂棚時,快速形成頂棚射流,沿頂棚以水平方向運動。在264.0s(4.40分鐘)時火羽到達左側,在288.0s(4.80分鐘)時火羽到達右側。在288.0s時,距地面1.7米以上的氧氣濃度明顯下降,到468.0s(7.80分鐘)時,距地面1.7米以上的氧氣已經被完全消耗。由于在右側放置了一個風速為0.5m/s的抽風機,所以在火羽蔓延上風方向,燃燒劇烈,氧氣濃度降低較迅速。當在1432.8s(23.88分鐘)時,距離地面0.4米以上的空間形成短暫無氧區(qū)域。到1699.2s(28.32分鐘)時,由于燃燒將盡,左側為通風面,氧氣濃度開始回升,而右側氧氣濃度回升不明顯。
??? 4.數(shù)值模擬結論與建議
??? 根據(jù)隧道的火災原因和火災隱患,以及上述關于隧道火災中煙氣和氧氣分布,以及火焰蔓延速速特性的分析,提出以下建議:
??? 4.1提高隧道耐火等級。
??? 隧道發(fā)生火災時,其頂部溫度高達1000℃。(在模擬實驗中1.9米處溫度探頭測得最高溫度972℃)。應該采取其他保護措施,比如,在壁面涂防火涂料,以提高其耐火等級,防止隧道內鋼筋混凝土在火災中迅速升溫而降低強度,避免混凝土炸裂,襯內鋼筋破壞失去支撐能力而導致隧道垮塌。
??? 4.2在防火分區(qū)設置火災應急廣播。
??? 在《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范GB50116-98》第5.5.2條明確規(guī)定,每個防火分區(qū)至少應設一個火災警報裝置,其位置宜設在各樓層走道靠近樓梯出口處。警報裝置宜采用手動或自動控制方式[5]
??? 4.3加強日常巡視和檢修。
??? 隧道火災如果發(fā)現(xiàn)不及時,滅火工作動作不迅速,后果是很嚴重的。同時,如果加強日常巡視和檢修,也能大大降低發(fā)生火災的可能性,從根本上起到了防范作用。
??? 5.結束語:
??? 電纜隧道火災災害,后果嚴重。本人通過實驗檢測到煙氣中含有HCl氣體,以及通過FDS軟件模擬電纜隧道火災實驗數(shù)據(jù)分析,得出一些結論和建議,希望能對現(xiàn)場的實際防火防爆工作有意義。
??? 電纜隧道火災的防范不僅僅要有先進技術,還要有合理有效的日常管理制度和健全的法律制度。
??? 參考文獻:
??? [1]張喆,馬占.一起隧道火災模擬及滅火行動中的排風干[J].《新西部》,2007,10(1)::1-2頁.
??? [2]張霄,劉凱.淺析地下電纜隧道火災的撲救[J].廣西民族大學學報(自然科學版),2006(S1):19-21.
??? [3]任大海,主編.《防火防爆安全便攜手冊》[M].北京:機械工業(yè)出版社.,2006,140.
??? [4]邵剛,楊培中,金先龍.FDS中非矩形邊界隧道的自動建模[J].計算機工程與應用,2005,36.
??? [5]覃文清,李風.隧道火災與防范[J].《消防科學與技術》,2004,23(1)54-59.
??? [6]中華人民共和國公安部,50116-98ISBN號:1580058.401,《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范GB50116-98》出版社:中國計劃出版社,1999年5月,第5.5.1條.