关于管廊电缆舱防火分区划分的安全性分析

何明星,高建岭,孙澜曦,高明旭

(北方工业大学,北京 100144)

1 概述

综合管廊是将市政公共管线集中在道路或厂区的地下隧道空间内,在推进城市空间集约利用的同时,火灾安全隐患也愈发突出。尤其是电缆舱布满密集的电缆,火灾荷载极大,而国内对综合管廊消防设计与火灾安全性方面疏于研究。

综合管廊通风竖井的设置会被复杂的路面设施所限制,通常一个通风分区内需设置多个防火分区,防火分区的长度将会影响火灾风险和工程造价[1]。故防火分区的划分需要进行性能化分析,以确定是否能够保证安全。本文借鉴了学者们对隧道火灾的研究,对管廊电缆舱消防设计中防火分区的设置提出具体建议[2]。

2 电缆舱火灾模型建立

根据实际工程情况建立FDS数值模型,截面尺寸2.6m×2.9m,缆线桥架宽0.5m[2]。火灾主要燃烧物为YJV电缆护套,火源设置为非稳态t2快速火,材料从燃烧开始直至耗尽[3]。对模型边界条件进行了简化处理,把电缆护套材料等效为薄板且忽略竖井高度的影响。环境参数直接影响烟气的传播与温度场分布,由于综合管廊位于地下,壁面选取为只考虑壁面吸热不考虑与外界热量交换[4],将环境温度设定为20℃,外界风速为0m/s,重力加速度g=9.81m/s2。

3 人员安全疏散分析

由之前的研究结果可知,防火门关闭自然通风工况为火灾发展前期最不利火灾场景[2]。在模拟中不考虑人员的反应时间,逃生速度按行走速度设为1.35m/s。防火分区为200m时,通过对模拟疏散结果进行分析,得到人员可用安全疏散时间与必需安全疏散时间的关系[5]。由图3可知在火灾发展前100s,人员可在特定场景下完成安全疏散。

图1 200m防火分区不同位置可用与必需安全疏散时间关系图

防火分区为300m时,电缆舱在150s时1.8m高处温度均已达到危险临界温度。由图4可知约125m处温度已达到人体失能的临界危险温度,因此防火分区设为300m时,人员面临着失能的危险,必需采取相应的消防设施[6]。

防火分区为400m时火灾发展较快,100s时已蔓延至160m处,200s时1.8m高处温度达到了100℃以上。由图5可知在距起火点180m处温度已经达到了人体失能的临界危险温度,故此时不利于人员疏散。

图2 300m防火分区不同位置可用与必需安全疏散时间关系图

图3 400m防火分区不同位置可用与必需安全疏散时间关系图

4 结论

本文比较了在防火门关闭自然通风工况下三种不同防火分区划分对人员疏散的影响,结果表明： 防火分区为200m时,人员可以安全疏散；防火分区为300m与400m时,电缆舱内温度已达到人体失能的临界危险温度,不利于人员疏散。