一种隧道火灾通风排烟系统

技术领域

本发明涉及隧道火灾通风技术领域，具体涉及一种隧道火灾通风排烟系统。

背景技术

随着公路隧道修建数量的增加，火灾发生的频率也随之增大，近几年在国内外发生的隧道火灾事故，性质恶劣，后果严重，损失惨重。而且长期未找到解决隧道火灾救援的有效方法，使公路隧道火灾事故的消防救援成为了国内外共同的科研难题。火灾事故分为早、中、晚三个阶段，处于火灾早期是可救的，中期挽救是困难的，而晚期是不可救的。因此火灾的救援和自救措施在火灾早期是最有效的，中期是低效的，晚期是无效的。要有效降低火灾的损失，就需要隧道火灾早期进行及时的通风排烟，为火灾中的人员提供更多的自救或援救时间及条件。而火灾发生时对生命威胁最大的则是烟雾，使人窒息而亡，因此本发明通过改进隧道排烟方法，改变现有的消防模式，实现火灾早期的排烟。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种隧道火灾通风排烟系统，加速火灾烟雾的早期排出，降低火灾烟雾蔓延速度，为火灾早中期营救、逃逸争取更多的时间。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种隧道火灾通风排烟系统，包括通过在隧道上方进行吊顶，并将吊顶分成行两个通风排烟通道，在所述通风排烟通道设有纵向的斜隔墙，所述隔墙将通风排烟通道划分成第一通道和第二通道，在所述第一通道和第二通道底板上，沿纵向多设有个排烟吸口，均匀布置；所述第一通道和第二通道分别通过风道与隧道进、出口处的排风塔连通，通风系统不用轴流风机通风，而用射流风机通风。

针对上述技术方案，通风排烟通道无轴流风机隔断，处于与大气连通状态，形成“烟囱效应”的结构，两个风道形成隧道的两个“烟囱结构”。隧道内车道顶部，所有部位均有两个排烟吸口。一旦火灾发生，烟雾立马会因烟囱效应，从顶部的吸风口迅速吸入，烟雾经风塔自然排出，无需传感器报警、反馈信息判断火灾位置，发信号启动设备等流程，实现无动力自然通风。双孔排烟量有效控制烟雾的扩散，降低早期烟雾对人员的伤害，延长救援和逃生时间；无需划分防火区段，制定救援方案，提高了救援效率。

优选的，在所述风道内设有射流风机。早期自然通风后，中期火灾扩大，烟雾增加，在风道内启动射流风机通风。由于射流通风原理不同，风道畅通无隔断，自然通风无缝过度到机械通风，火灾早期过度中期的时间连贯；提高了防灾效果。

优选的，在所述排烟吸口上方中后侧设有盖板，在所述盖板的后端设有熔断丝，所述熔断丝的另一端通过固定杆固定设置在所述吊顶上；在所述盖板和固定杆之间连接有弹簧，所述弹簧处于伸长状态。

盖板用来控制排烟吸口的大小，正常情况下排烟吸口处于半开状态，满足均匀吸风；当发生火灾时，烟雾温度增高，熔断丝断裂，弹簧回缩将盖板拉离排烟吸口，使盖板全开，强化火灾处的排烟效果。

优选的，所述通风排烟通道的两端分别通过风道与风塔连通，内安射流风机，烟雾通过上方的排烟吸口进入通风道排烟，最终经过风道由风塔排出；射流风机通风不会影响风道的正常风流。

在非火灾的正常交通和交通阻塞时，在洞内外温差的作用下，空气仍将进行‘烟囱效应’的冷热交换。在洞内车辆增多，温度升高时，温差就大，‘烟囱效应’也增加，通风能力与交通工况可以进行自然调节，达到节能省电的目的。

本发明的有益效果是：

本发明在正常交通时，结构可确保隧道内有害气体均匀吸出；采用倾斜设置隔墙，减少了通风阻力，增加通风距离，隧道少分段，中部可不设竖井，减少对青山绿水的环境破坏，江、河、湖、海底隧道更显优势。吊顶均匀风口；火灾发生时，烟雾直接从上方的排烟吸口迅速排出无需再判断火灾位置。风道内用多个小的射流风机组合，替代轴流风机通风，风道不被隔断，形成烟囱排烟结构。以上措施，争得火灾早期逃逸救援时间和条件，降低了风险，增加了隧道安全感，改变了现有的消防模式。

附图说明

图1为本发明的平面示意图；

图2为一实施例的立体图；

图3为另一实施例的连接示意图。

图4为另一实施例的连接示意图；

图5为盖板的安装连接示意图。

图中：1吊顶，2隔墙，3排烟吸口，4风道，5风塔，6第一通道，7第二通道，8通风排烟通道，9射流风机，10盖板，11熔断丝，12弹簧，13固定杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

如图1-2所示，一种隧道火灾通风排烟系统，包括通过在隧道上方进行吊顶1将隧道上下分成行使通道和通风排烟通道8，在通风排烟通道8的纵向倾斜设有隔墙2，隔墙2将通风排烟通道8划分成第一通道6和第二通道7，在第一通道6和第二通道7底板上沿纵向分别均布设有多个排烟吸口3；第一通道6和第二通道7分别通过风道4与设置在隧道进、出口处的风塔5连通，在风道4内设有射流风机9。

如图5所示，在排烟吸口3上方中后侧设有盖板10，在盖板10的后端设有熔断丝11，熔断丝11的另一端通过固定杆13固定设置在吊顶1上；在盖板10和固定杆13之间连接有弹簧12，弹簧12处于伸长状态。

在正常行车过程中，隧道内外的空气通过通风排烟通道8的烟囱效应进行无动力交换，降低隧道内的有害气体浓度；当火灾发生时，烟雾直接由第一通道6和第二通道7上的排烟吸口3双通道排出，射流风机9启动，加速通风排烟通道8中烟雾的排出，从而减少火灾处的烟雾浓度，减缓火灾烟雾的蔓延，为火灾中的人员增加自救和援救时间。另外在火灾发生时产生的高温会使熔断丝11断裂，打开在排烟吸口3处的调节盖板，使排烟吸口3的面积达到最大，减少阻力，强化吸风作用，增加火源处的排烟能力。

实施例2

如图3-4所示，一种隧道火灾通风排烟系统，包括通过在隧道上方进行吊顶1将隧道上下分成行使通道和通风排烟通道8，在通风排烟通道8的中部和两端分别横向设有隔墙2，在吊顶1底板中间沿纵向分别均布设有多个排烟吸口3；通风排烟通道8的两端分别通过风道4与风塔5连通，在风道4内设有射流风机9。

火灾发生时烟雾通过排烟吸口3经过通风排烟通道8由风道4内的射流风机9抽出，射流风机9不堵塞风道4，使风道4处于畅通的状态，有利于风道4内形成“烟囱效应”，使隧道内外空气可以实现无动力交换，同时射流风机9启动时机械排风和无动力排风共同作用，增加隧道内烟雾的排出。

采用射流风机时，对隧道内外温差排烟能力(无动力排烟)的计算：

自然通风时，其能量的表现是自然通风的压力PN，由下式求出：

P

式中：PN：自然通风压力(Pa或mmAg)

HT：隧道掌子面到洞口的垂直高度(20m)

γi：进入空气的平均比重(kg/m3)

γo：排出空气的平均比重(kg/m3)

空气的比重，忽略湿度的影响，可由下式求出：

γ＝P/(R·T)＝10336/[29.97×(273+28)]＝1.146

γ＝P/(R·T)＝10336/[29.97×(273+1000)]＝0.2706

式中：γ：空气比重(kg/m3)

P：绝对压力(Pa)

R：湿空气的气体常数(R＝29.97m/°K)

T：绝对温度(273°+℃)

由自然通风压力决定的通风量QN，当隧道内压力损失取h＝PN时，可由下式求出：

Q

式中：QN：自然通风量(m3/min)

A：隧道断面积(m3)

v：隧道内平均风速(m/s)

λ：隧道内压力损失系数

LT：隧道长度(m)

DT：隧道当量直径(m)

g：重力加速度(g＝9.8m/s2)

γ：空气比重(通常γ＝1.2kg/m3)

初步估算，3000m隧道，风道为4m×4m，1000C

此无动力排烟和机械排烟配合使用，排烟效果更好，控制烟雾在隧道内的扩散速度。实施例1中采用双向双孔排烟，排烟效果更好。

在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件，所涉及的结构设置方式、工作方式或控制方式如无特别说明，均为本领域常规的设置方式、工作方式或控制方式。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。