地铁防灾系统有效性检验技术<br/>——全尺寸热烟测试技术

地铁防灾系统有效性检验技术
——全尺寸热烟测试技术

2018-11-08黄贵彬吕敬民王克明

劳动保护 2018年10期

文·图/黄贵彬吕敬民王克明李建

全尺寸热烟测试技术克服传统单体测试的局限，通过准确的定量分析，能快速高效检验轨道交通防灾系统的有效性，已在全国75条轨道交通线路上得到应用。

站台测试照片

作为地铁车站内基本安全保障设施，地铁防灾系统是地铁综合防灾能力的保证，与乘客的安全息息相关。

目前，我国地铁技术和验收规范体系中针对地铁各系统的检测大多是功能性的单体测试和综合联调。单体测试会根据专业划分，有关部门及相关专业对各自负责系统组织检测和验收。由于地铁各系统之间是紧密联系的，单体测试无法对各系统之间的联动性进行有效检验。而综合联调是指城市轨道交通新线建设过程中，为满足试运营需要而进行的行车相关类设备、运营相关类设备等各设备系统间调试及验证活动，并不仅仅是针对地铁防灾系统，对地铁防灾系统有效性的检验效果十分有限。

因此，不论是单体测试还是综合联调，目前都不能有效地检验地铁防灾系统的防灾能力。中国安全生产科学研究院研发的城市轨道交通防灾系统全尺寸热烟测试技术，通过在现场模拟真实火灾场景，并对相关火灾参数进行采集分析，能够有效地对地铁防灾系统的联动情况及其联动效果进行测试检验，依此评估地铁防灾系统是否有效。

全尺寸热烟测试技术基本原理

城市轨道交通防灾系统全尺寸热烟测试，通过在地铁车站站台/站厅最不利位置设置火源来模拟真实火灾，通过燃烧定量的燃料使火源功率达到真实火灾功率。根据真实火灾的发烟量，燃烧定量无毒无害烟饼来产生烟气，并通过火源释放的热量加热烟气来模拟火灾产生的热烟气，高度还原火灾热烟气的流动过程，并有效触发地铁车站各系统的防灾功能进行联动，通过事先布置好的温度测量串对火灾温度场进行采集，实现多方位、可视化、整体性、实尺度的测试，得到较完整的测试结果。

实验测试了地铁各防灾系统的安全性能及联动时间，分析了站台门开启条件下火灾烟气沉降高度、扩散区域、楼扶梯开口流速、可用安全疏散时间等特征，并以此为依据，对地铁防灾系统防灾能力进行准确评估。

根据测试得到的联动时间可以对防灾系统各子系统之间的联动进行评估；根据测试得到的火灾烟气沉降高度、扩散区域以及楼扶梯开口流速等结果，可以对防灾系统的烟气控制能力进行评估。测得结果中，烟气沉降高度越高，扩散区域范围越小，以及可用安全疏散时间越长，则说明地铁防灾系统的防灾能力越强。若测试结果中各指标不满足相关标准要求，则需对被测地铁防灾系统进行整改，以确保运营安全。

全尺寸热烟测试技术应用实践

目前国内广州、北京、深圳、西安、长沙、南京、哈尔滨、郑州、成都、苏州、宁波、无锡、昆明、南昌等城市的地铁均在试运营前开展了此项全尺寸热烟测试工作，取得良好效果。以下以宁波地铁为例，介绍城市轨道交通防灾系统全尺寸热烟测试技术的实际应用。

针对所测试的宁波地铁某地铁车站防灾系统的特点，采用中国安全生产科学研究院研发的城市轨道交通防灾系统全尺寸热烟测试技术及设备，在站台开展一组全尺寸火灾热烟测试实验。火源功率为1.5MW，燃烧材料为工业甲醇（纯度99.99%），火源设置在站台层公共区中间部位。

电梯上测试照片

实验过程中，采用热电偶测量串来记录站台不同位置的竖向温度，每组测量串上竖向布置8个温度测量探头，每个探头竖向间距0.5m，最下面的温度测量探头距离地板1m。根据测量串的不同位置的烟气变化来判断烟气层高度，当测量串某一高度的温度测量探头温度升高时，说明烟气已经下降至该高度；使用风速仪测量各楼扶梯开口处的向下流速，测点分别位于两组楼扶梯开口的最小截面积的中心位置；通过摄像机采集火灾过程的图像和动态影响；通过车站控制室的实验人员记录获得系统联动状况和联动时间。

实验测得的地铁防灾系统各子系统之间的联动情况，可以作为防灾系统防灾能力的评估依据。在本例中，站台火灾热烟测试期间，第一个感烟探测器报警时间为15s(以点火时刻为0时刻，下同)，第二个探测器报警时间为16s；同时BAS系统联动事故风机、风阀动作，在23s时切换至站台公共区火灾模式，52s时启动完成；其它系统自动执行站台公共区火灾联动模式，应急电源切换、应急广播、闸机、PIS系统在点火后16s时自动联动，事故照明在6min16s切换成功；18s时火灾确认后，人工开启一侧屏蔽门；电梯由BAS系统在点火后16s时自动联动。除应急照明之外（设计模式为6min后启动），探测报警时间和其它系统的联动时间均控制在1min之内，满足测试规范要求。