隧道火灾发展特性及竖井自然排烟方法研究

隧道火灾发展特性及竖井自然排烟方法研究

王鸣莉

（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司，重庆 401122）

摘 要：随着社会的不断发展，隧道工程项目越来越多。目前，隧道火灾是隧道工程中一大问题，不仅会造成人员的伤亡，同时也直接影响到车辆的运行，影响隧道结构和隧道内的辅助设施。因此进一步加强对其的研究并采取有效的措施进行优化非常有必要，从而确保隧道的安全。如今，隧道的火灾防治越来越受到重视，隧道火灾防治主要分为了2种，即主动性和被动性，其能够在很大程度上控制了火灾的发生，有效确保隧道的安全，基于此，文章分析了隧道火灾发展特性及竖井自然排烟方法。关键词：隧道火灾；发展特性；竖井自然排烟；方法中图分类号：U458 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2016）11-0284-01

1 隧道火灾及其特点

随着隧道数量和长度的不断增加，行车速度与密度也日益加大，从而导致隧道事故如火灾发生的频率也越来越大。隧道火灾属于地下建筑隧道、地铁、地下停车场等火灾的一种，如今对于隧道的火灾也是时常发生，如果不及时的对其进行控制，会带来很大的灾难，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

（1）火灾蔓延快，控制难度大。车辆在发生火灾后，除了车辆本身会有燃油外，还会存在一些运载易燃、可燃货物及危险货物等的汽车，高温气体可以在隧道内迅速传播到很远，点燃远处的易燃物，严重的时候会引发爆炸，火势很难得到控制。如岩后隧道火灾就是最典型的一个例子。

（2）高温气体迅速扩散，烟雾积聚增加。当隧道发生火灾后，由于隧道内烟雾所能行走的范围有限，只能沿着隧道内部从就近的排烟口进行排烟，而排烟口的设置往往有一定的距离，所以隧道内烟雾积聚浓度较大，烟雾扩散距离较远，高温气体大量聚积在隧道内，对隧道及洞内设施破坏较大。

（3）人员疏散和扑救困难。隧道本身的空间是很受到的，当发生火灾后，隧道的人员疏散就存在很多困难，再加上隧道的横截面积小，疏散距离也比较长，其发生火灾就会产生很多的烟气，从而对人们身体造成很大影响，严重的时候会出现拥挤情况，出现踩踏现象。隧道的出入口比较少，在发生火灾后抢救路线也比较少，并且其空间受到很大，从而使得大型的救援设备不能及时的进入场地进行抢救。在发生火灾后烟气的流动使得现场会处于一个朦胧状态，也在很大程度上影响了救援。另外，隧道还具有不确定性，主要是受到隧道车辆、起火源以及车载物品等方面的影响。就目前的情况来看，隧道的长度和交通量都会影响到发生火灾的概率，增加救灾的难度。2 规范对排烟的要求

对于隧道的火灾排烟方面的要求国家也加大了对其的研究，在一九九年颁布了JTJ026.1—1999公路隧道通风照明设计规范要求，在进行通风设计时需要采取有效的措施进行火灾控制，需要

注意的是长度如果大于1500m并且交通量比较大的隧道是需要采取排烟控制的。随着社会的发展，国家加大了这方面的研究，在原来的基础上进行了深入，在2014年颁布了新的规范JTGD70/2—2014公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施及JTG/TD70/2—02—2014公路隧道通风设计细则，对火灾排烟提出了更高的要求“长度L＞1000m的高速公路和一级公路隧道、长度L＞2000m的二、三、四级公路隧道应设置火灾机械防烟与排烟系统”，要求在进行隧道通风设计时，必须对火灾工况下的通风排烟方案进行设计和分析。所以，在做隧道通风系统设计过程中，要统一将通风系统和防排烟系统综合考虑，合理配置隧道通风方案，使隧道通风系统既能兼顾隧道正常运营情况下的通风功能，又具备隧道火灾事故工况的事故排烟功能，对隧道通风设计人员提出了更高的要求。

3 隧道中竖井自然排烟

（1）就目前的情况来看，隧道的火灾排烟主要分为了机械排烟和自然排烟。机械排烟非常重要的一个条件是需要在隧道的顶棚开挖有效的控制，从而方便进行机械设备的安装，需要注意的其在竣工后需要很高的保养费用，并且也会造成很大的电能消耗。另外，隧道高度通常情况下比较低，采用机械排烟方式很容易使隧道内的烟气分层受到影响，在火灾发生时会阻碍人员的疏散，因此要尤其引起重视。但是如今在实际的工程中对于该方法还不太成熟，因此也不能提供有效的参考，还需要我们进一步加强对其的研究。

（2）纵向风竖井自然排烟的影响，①竖井和隧道中温度分布。纵向风速的增加会使得烟气层对空气的卷吸量增加，从而吸入更多的冷空气，影响到烟气层的界面，使得温度受到很大影响，破坏烟气与空气分层的稳定性，烟气层就会因此下降到地面附近；②竖井和隧道中温度分布就目前的情况来看，烟气分层稳定性和竖井自然排烟都会受到纵向风俗的印象，因此合理的控制纵向风速非常重要，因为如果纵向风速过大就会增加烟气层的空气卷吸量，降低竖井的烟气温度，其产生的效应也会大大减弱。

而如果纵向风速过小很容易出现吸穿现象。由此我们也可以知道，合理的控制纵向风速会产生很好的竖井排烟效果；③烟气速度和惯性力。可以通过竖井和隧道中烟气的温度和速度计算竖向的水平惯性力，其主要的原因是受到竖向惯性力影响，从而会产生很好的排烟效果。但是需要注意的是如果纵向风速过大，烟气较大的水平惯性力就会出现边界层分离现象，使得排烟受到很大影响。

（3）隧道火灾控制方法。为了保证隧道的火灾安全，是需要采取有效的措施进行控制和管控。就目前的情况连对于火灾的防治主要分为了2种，即主动性和被动性。主动性防治对策主要是指直接对火灾发生后进行控制的方法，例如排烟技术。而被动性防治对策主要是采取方法提高结构的火灾承受能力，例如防烟技术。因此对于隧道火灾的设计过程中需要充分的考虑多个方面因素，做好整体的规划工作。

（4）通风排烟模式。在隧道火灾发生中造成人员的伤亡主要是由烟气造成的，因此为了疏散人员，确保人们的安全，在隧道内设置排烟系统非常有必要。就目前的情况来看，隧道中的排烟和通风合用一个系统，其在平常都是通风模式，但是遇到火灾后，就会转换成排烟模式。隧道的通风排烟模式根据车道空间的空气流动将其分为了以下几种类型，具体如图1所示。

图1 隧道的通风排烟模式

机械排烟主要采用了排烟风机和排烟管道进行主动排烟的方法，其最大的优势是基本不会受到外界因素影响，但是缺点是系统布置非常复杂、成本高、不容易进行维修。机械排烟系统的组成主要包括排烟口、排烟风机和防火阀等部分，需要注意的是排烟条件很容易影响到火源的燃烧，因此（下转第292页）

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2016年11月下

是的失职；强制安装，大约一半儿因为安全问题被拆除了。两害相权取其轻，因此护栏成为一个强制性的要求，这个恐怕更改不了，这笔钱浪费也就只能浪费了。4.4  砸墙现象

在日常生活中，报纸、电视、网络经常报道，非常多的业主在家庭住房二次装修过程中会有砸墙重建现象，从而造成巨大地浪费；甚至，个别业主野蛮装修，胡砸、乱砸，对原有房屋结果造成很大的破坏。砸墙的原因无非是对原有设计不满意，从而对原有住宅结构重新进行功能划分。从调查的结果看，教师公寓装修过程中的砸墙现象非常个别，这个问题在本小区不具有典型性。主要的原因是因为该教师公寓在设计阶段曾三次公示图纸，广泛征求了教职工的意见，设计的户型反映了大多数住户的心愿，符合大家的期望；另外因为业主的基本素质较高，加上学院管理较严格，违法违规装修少之又少。

这给我们一个启示，就是房地产公司住宅开发过程中，可在设计阶段向社会公示图纸，广泛征求潜在业主的意见，毛坯新房的室内建筑分区方面可以允许业主DIY，这样可以最大限度地减少墙体的拆除重新，节约资源。4.5  暖气片更换情况

调查的最后一个问题是关于暖气片更换问题。现实生活中，大部分新建商品房的业主不相信原有暖气片质量，害怕因跑冒滴漏造成更多的损失，宁愿花钱买放心，所以更换新建住房中的暖气片是业主二次装修中的一个普遍现象。问卷统计结果如图6所示，86户居民使用了原有的暖气片（占比92%），只有6户用户全部更换了住房中的暖气片（占比），有4户居民对个别暖气片进行了更换。住户对所有暖气片进行更换的原因是因为家中安装了地暖。

现象分析：该小区为教工集资建房，暖气片招标采购前进行了公示，大家对样式、质量充分发表了意见，参与投标的暖气片为中国名牌，房间设计安装的暖气片数量够用，所以更换的人在少数。因此，从本小区的调查结果看，质量决定了暖气片的“命运”。但是在本校区存在这么一个问题，由于原有的暖气片

住宅与房地产【研究与应用】

一种情况。同时，建筑规范的不合理规定、居民科学意识的缺乏也对助长了装修中的浪费现象。5.2  对策建议

（1）下大力气构建社会诚信体系。国家应该通过严格的立法，对社会中的违法违规现象进行严厉的惩戒，提高造假者的违法违规成本；同时媒体要营造氛围，扬善抑恶，引导社会诚信体系的建立，让人与人之间，社会成员之间建立起互相信任、相互诚信。随着社会的进步，社会的丑恶现象少了，人与人之间的信任度提高了，建筑市场中的以次充好现象消失了，大家不再互相欺骗、不需要互相设防，装修中的浪费现象自然就大大减少了。

（2）鼓励公众参与建筑设计。从教室公寓的情况看，由于在建筑设计的前期，住房设计广泛征求了教职工的意见，新房建成后，墙体拆除重建、暖气片等在其他新建商品房小区频频出现的现象只是个别出现，这对开发商有很大的借鉴作用。建议开发商从服务角度出发，从节约能源、保护坏境角度出发，在商品房设计阶段，向社会公示有关情况，引导居民及潜在客户参与，使设计出来的房子能够真正满足社会需要，从而减少装修中的浪费。

（3）在全社会加强科普工作。前文提到，明明防水测试已经合格，居民还是害怕漏水而重新施工，这是因为科学意识缺失而造成的浪费。因此，国家要加大科普工作力度，向民众普及科学知识，培养科学意识，提高整个民族的科学素养。这样才能促使民众理性消费、科学消费、合理消费，避免不必要的浪费。

（4）修订建筑规范。建筑规范的不合理要求，造成了二次装修中的“制度性浪费”。因此，国家相关部门在制定规范时，还应该认真贴近生活实际、了解群众的呼声、反映群众的要求，从而从制度上杜绝不必要的浪费现象。

作者简介：周艳（1999-），女，山东青岛人，调研成果：《节约用水 请从你我做起——青岛市书香门第小区居民用水情况调查》曾荣获第九届“地球小博士”全国地理科技大赛一等奖。

图6 暖气片更换情况

施工时，暖气片直接从地面“钻出来”，影响了美观及安装地板的方便性，所以，约有90%的用户对暖气片进行了入墙处理。因为原有的施工工艺导致了暖气片不美观，进而形成了浪费。

进一步采访装修工人得知，很多商品房由于开发商配套的暖气质量低劣、部分业主个人喜欢地暖等原因，现实生活中原因暖气片的更换数量不在少数，造成的浪费很大。5 结论和建议

5.1  调查结论

从问卷调查结果的分析：表面上看，固然建材及施工质量的低劣是造成二次装修浪费的直接原因，但深层次上，其本质反映了居民对原有施工质量的不信任，深层次上反映的是社会诚信的缺失。所以，业主在力所能及范围内，对他们能够改动的东西做了二次处理，这些东西包括墙体腻子、卫生间防水、暖气片等等；而对建筑主体的施工质量，业主因为力所不及，只好听天由命。浪费的第二个重要原因是个人审美观念的差异。业主对室内空间的布局及其他设施做了重新设计，从而形成浪费，这种情况包括砸墙重砌、窗台栏杆等等，都属于这

（上接第284页）需要引起我们的重视。在实际的应用中，机械排烟也常常会和自然排烟相结合，或者是单独进行使用，其需要根据实际情况进行选择，包括隧道的长度、气象、交通和环境等条件，最大程度上做到合理排烟，控制成本。另外，也可以选择重新编排几种排烟方法，其目的是达到最好的效果。隧道排烟方式是一项非常系统的工作，合理的进行排烟能够确保其达到安全可靠，且

合理控制成本，因此值得推广。在进行隧道排烟方式的选择时需要结合实际的情况进行，对于排烟方式的优缺点进行充分考虑，从而确保隧道安全。4 结束语

总之，隧道如果发生火灾，不能及时的排出烟雾，会影响到疏散和救援，造成极具破坏性和危险性的后果，因此采取有效的方法进行控制非常重要，进

一步加强对其的研究非常有必要。参考文献：

[1]吴显超.地铁隧道中活塞风对防排烟系统的影响研究[D].沈阳航空航天大学,2013.

[2]吴德兴.特长公路隧道火灾排烟道点式排烟系统研究[D].西南交通大学,2011.

[3]安健.地铁长区间隧道火灾通风模式与排烟研究[D].西安建筑科技大学,2014.

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