李曉東

(北京消防總隊(duì)軌道支隊(duì)，100007，北京∥高級(jí)工程師)

地鐵列車(chē)火災(zāi)是地鐵火災(zāi)類(lèi)型中最為復(fù)雜的一種。列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生火災(zāi)，不僅人群的疏散困難，消防人員的施救也同樣困難。在1980年至2005年間全球發(fā)生的30起地鐵重特大火災(zāi)中，車(chē)輛原因占70%，多達(dá)20多起(其中電路短路或者電氣設(shè)備故障是引發(fā)火災(zāi)的主要原因);車(chē)站設(shè)備故障原因占23%;人為或恐怖襲擊占7%。重特大地鐵火災(zāi)所造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失都是巨大的。

隨著我國(guó)地鐵的快速發(fā)展，地鐵消防工作也得到了各級(jí)政府的重視和關(guān)切。運(yùn)用先進(jìn)的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，能夠有效防范各種突發(fā)火災(zāi)隱患，有助于在火災(zāi)發(fā)生時(shí)快速控制火情、疏散群眾。高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)在歐美各國(guó)地鐵列車(chē)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。這種系統(tǒng)既有氣體滅火的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)為流動(dòng)性和淹沒(méi)性，又有水系統(tǒng)的快速降低火場(chǎng)能量和溫度的特點(diǎn);同時(shí)又具有系統(tǒng)輕便、可有效降解有毒氣體和煙塵等的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能維持良好的火場(chǎng)視線(xiàn)，為快速疏散人群創(chuàng)造條件。無(wú)論從應(yīng)用實(shí)踐上，還是從規(guī)范化認(rèn)證上，高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)都是目前全球地鐵列車(chē)滅火的主要方式。

1 地鐵列車(chē)火災(zāi)的復(fù)雜性

地鐵列車(chē)火災(zāi)的復(fù)雜性體現(xiàn)在以下幾方面:

1)火災(zāi)多發(fā)生在地鐵列車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中，人員疏散困難。

2)火災(zāi)發(fā)展的速度很快，現(xiàn)有消防方式的非主動(dòng)性滅火，導(dǎo)致延誤最佳滅火時(shí)間，火勢(shì)很可能蔓延到列車(chē)的其他車(chē)廂。

3)列車(chē)車(chē)廂內(nèi)外的裝飾，如墻板、座椅、地板、油漆、玻璃纖維等均含有可燃成分，有些甚至遇火焰后會(huì)產(chǎn)生有毒氣體和濃煙，造成乘客中毒和窒息。

4)火場(chǎng)的高溫會(huì)造成車(chē)體結(jié)構(gòu)變形，車(chē)門(mén)無(wú)法正常打開(kāi)，人員無(wú)法自救。

5)消防人員需要一定時(shí)間才能趕到火場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)缺乏專(zhuān)業(yè)人士指揮和引導(dǎo)，易引發(fā)人群心理恐慌，很可能導(dǎo)致更大人身傷亡。

6)火災(zāi)起因是多樣的，火災(zāi)種類(lèi)也很多，此外，還有一些火源是被遮擋的，因此，地鐵列車(chē)的防火系統(tǒng)對(duì)滅火劑的性能要求很高。

7)地鐵列車(chē)上的自動(dòng)滅火系統(tǒng)無(wú)論是體積還是自重都會(huì)受到很大的限制。

8)目前，安裝在列車(chē)上的干粉滅火器冷卻效果差，無(wú)法降低火場(chǎng)溫度和對(duì)外的輻射作用，既容易引燃周?chē)矬w又可能產(chǎn)生復(fù)燃;另外，干粉噴出后現(xiàn)場(chǎng)視線(xiàn)差，滅火后需要后續(xù)處理。

2 主流的自動(dòng)消防方式

目前，主流的自動(dòng)消防方式主要有氣體滅火、水噴淋/低壓細(xì)水霧等。

1)氣體滅火:是現(xiàn)今最流行的自動(dòng)消防方式，但其在使用中存在很大的制約性，比如，必須是在密閉環(huán)境中才能實(shí)現(xiàn)全淹沒(méi)。地鐵列車(chē)是開(kāi)放式貫通的，又有空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備，所以滅火氣體無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)滅火的濃度;而在每節(jié)車(chē)廂上都要安裝大量高風(fēng)險(xiǎn)的高壓氣瓶，造成綜合風(fēng)險(xiǎn)高;氣體滅火對(duì)火場(chǎng)基本沒(méi)有冷卻作用，火場(chǎng)能夠通過(guò)對(duì)外輻射能量使火災(zāi)向周邊隔空蔓延;同時(shí)，昂貴的重新灌裝氣體成本以及易發(fā)生誤噴現(xiàn)象，也是氣體滅火無(wú)法應(yīng)用于地鐵列車(chē)的原因。

2)水噴淋/低壓細(xì)水霧:其最大的問(wèn)題是水量太大，是高壓細(xì)水霧的10～20倍;過(guò)大的水量會(huì)造成列車(chē)電氣部分的巨大損害，使列車(chē)很難在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行;其龐大的水箱和粗大的管道，不僅大量增加地鐵車(chē)輛的自重，改變車(chē)體動(dòng)力學(xué)性能，同時(shí)也存在無(wú)法找到合適的安裝位置等情況;作為直接滅火方式，水噴淋和低壓細(xì)水霧系統(tǒng)無(wú)法產(chǎn)生氣體滅火的淹沒(méi)性，對(duì)于受阻空間或者阻隔形式的火災(zāi)就有很大的局限性;不能應(yīng)用在B類(lèi)液體火災(zāi)和電氣類(lèi)火災(zāi)也是這種系統(tǒng)的致命缺陷。

3 高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)作為目前國(guó)外主流的地鐵列車(chē)滅火系統(tǒng)，已經(jīng)過(guò)充分的技術(shù)論證和長(zhǎng)期大量的試驗(yàn)和實(shí)踐，無(wú)論在可靠性和安全性角度，還是系統(tǒng)的響應(yīng)速度和滅火的效果，都完全符合地鐵列車(chē)滅火的要求。這是地鐵滅火領(lǐng)域具有前瞻性的技術(shù)，為地鐵火災(zāi)防范提供了新的理念。

高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)是純物理滅火系統(tǒng)，通過(guò)水從液態(tài)常溫到高溫蒸發(fā)變成氣態(tài)的物理作用，達(dá)到吸收火場(chǎng)能量的目的。水蒸氣快速膨脹還能降低火場(chǎng)氧氣濃度，無(wú)污染，絕對(duì)環(huán)保。此系統(tǒng)通過(guò)高壓和噴嘴將通過(guò)管道的水霧化成具有高動(dòng)能的100μm以下的毛細(xì)水珠。在火場(chǎng)中，毛細(xì)水珠龐大的接觸表面積能夠快速充分地吸收火源附近的能量，通過(guò)毛細(xì)水珠在火場(chǎng)中從液態(tài)到氣態(tài)的蒸發(fā)，置換火場(chǎng)中的氧氣，達(dá)到使火源窒息的作用。同時(shí)，此系統(tǒng)具有高加速度的毛細(xì)水珠可實(shí)現(xiàn)對(duì)火場(chǎng)的全淹沒(méi)，并可以用于遮擋和受阻空間的火災(zāi);此外，毛細(xì)水珠氣化所產(chǎn)生的水蒸氣還可以吸附煙塵粒子，而較大的水霧作用面積則可對(duì)有毒煙氣進(jìn)行過(guò)濾和降解。

3.1 在地鐵列車(chē)滅火中的優(yōu)勢(shì)

1)高壓細(xì)水霧系統(tǒng)有著超強(qiáng)的火場(chǎng)冷卻效果，能阻止使車(chē)輛變形的火源向外輻射熱量或使火災(zāi)擴(kuò)散到其他區(qū)域。

2)可以有效地分隔火源，降低火場(chǎng)中心氧氣濃度，直至火災(zāi)熄滅。降低氧氣濃度只在火源高溫處發(fā)生，不會(huì)造成其他地區(qū)氧氣濃度的降低，對(duì)車(chē)廂內(nèi)乘客無(wú)任何影響。

3)無(wú)密閉空間要求，是其區(qū)別和優(yōu)于氣體滅火的特色，處于空調(diào)排風(fēng)狀態(tài)或者全開(kāi)放的車(chē)廂內(nèi)部均可實(shí)現(xiàn)滅火和控火效果。

4)其降塵和過(guò)濾煙氣作用，也是諸多滅火系統(tǒng)中的佼佼者，可防止地鐵列車(chē)車(chē)廂內(nèi)乘客因吸入燃燒產(chǎn)生的煙氣而中毒或窒息。

5)在系統(tǒng)構(gòu)造上，高壓細(xì)水霧系統(tǒng)以霧化方式操作，對(duì)水量要求小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)造成車(chē)輛自重的大幅增加:對(duì)于6節(jié)編組的地鐵列車(chē)，總水量?jī)H需要150 kg，不銹鋼主管道外徑為12 mm，整個(gè)系統(tǒng)增加的列車(chē)自重僅500 kg左右。

6)不需要預(yù)警，系統(tǒng)探測(cè)到火災(zāi)后直接響應(yīng)，滅火無(wú)時(shí)間上的滯后，體現(xiàn)了自動(dòng)滅火系統(tǒng)的特點(diǎn);同時(shí)，適用于A類(lèi)固體、B類(lèi)液體、C類(lèi)化學(xué)品火災(zāi)以及電氣類(lèi)火災(zāi)。

7)安全環(huán)保，無(wú)污染、無(wú)分解產(chǎn)物，災(zāi)后能快速恢復(fù)運(yùn)行，避免長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)給地鐵運(yùn)營(yíng)帶來(lái)?yè)p失。

8)由于滅火劑為水，獲取容易，重新填充成本低廉，也是高壓細(xì)水霧系統(tǒng)的長(zhǎng)處。

3.2 高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)的組成

1)火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng):與高壓細(xì)水霧系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，在關(guān)鍵區(qū)域設(shè)置煙霧或者溫度感應(yīng)探頭，智能分析和識(shí)別火災(zāi)發(fā)生，并及時(shí)響應(yīng)和觸發(fā)滅火系統(tǒng)工作。

2)高壓細(xì)水霧系統(tǒng):噴嘴和基座;管道和區(qū)間閥;鋼瓶，包括高壓氮?dú)馄亢退?有內(nèi)膽);輔助配件，包括防震、耐溫配件。

3.3 地鐵列車(chē)高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)的方案制定和認(rèn)證檢測(cè)

地鐵列車(chē)涉及到諸多安全問(wèn)題，而且列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的情況千變?nèi)f化，尤其是牽扯到人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的大事，所以，系統(tǒng)的安全性和可靠性必須經(jīng)過(guò)極其嚴(yán)格和全方位的評(píng)估和檢測(cè)，并通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。

1)對(duì)于車(chē)輛燃燒風(fēng)險(xiǎn)的分析:包含車(chē)輛潛在的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，測(cè)試火災(zāi)負(fù)載，確定火災(zāi)參數(shù)(比如空調(diào)效率、通風(fēng)量等)。

2)對(duì)于車(chē)輛運(yùn)行條件的參數(shù)分析:運(yùn)行坡度、地下隧道、跨江隧道等特殊條件。

3)制定滅火系統(tǒng)的技術(shù)說(shuō)明書(shū):從車(chē)輛的詳細(xì)情況(如幾何尺寸、空間情況、通道情況、通風(fēng)方案等)，到列車(chē)運(yùn)行區(qū)段情況(如路段動(dòng)力等級(jí)、防火等級(jí))，再到系統(tǒng)安裝空間及位置，以及機(jī)械、電氣、通信接口的定義，最后到認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)，直至系統(tǒng)安全性計(jì)劃。

4)除此之外，還包括報(bào)警系統(tǒng)測(cè)試、煙霧測(cè)試、機(jī)械性測(cè)試、耐候性測(cè)試、冶金學(xué)測(cè)試、極限溫度下的細(xì)水霧噴霧測(cè)試、防凍液測(cè)試、系統(tǒng)功能型布局測(cè)試、滅火性能測(cè)試、高電壓下滅火測(cè)試，直至高速運(yùn)行時(shí)和靜止時(shí)的1∶1實(shí)體車(chē)輛滅火測(cè)試。

4 結(jié)語(yǔ)

目前全球流行的地鐵列車(chē)高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)，有著非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，有助于我們建立防范火災(zāi)、減少和杜絕火災(zāi)傷亡事故的長(zhǎng)期有效機(jī)制和系統(tǒng)。本文也嘗試性地引入一些相關(guān)的理念和觀(guān)點(diǎn)，為地鐵列車(chē)消防技術(shù)的革新和發(fā)展提供參考。

［1］ 羅一新.關(guān)于地下鐵道火災(zāi)防治措施的思考［J］.中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，14(7):70.

［2］ 張培紅，占?xì)g.高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)抑制地鐵列車(chē)車(chē)廂火災(zāi)的有效性［J］.沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，25(5):42.