隧道系统、火灾送风控制方法及控制系统与流程

1.本技术涉及隧道防烟技术，尤其涉及一种隧道系统、火灾送风控制方法及控制系统。


背景技术：

2.隧道安全通道加压送风系统是利用安全通道作为加压送风风道，在隧道发生火灾后保证安全通道人员逃生的微正压环境，通常在隧道沿线设置加压送风机房或风井用于对安全通道进行送风。近年来，跨海及山岭隧道工程日益增多，对于此类隧道，受地形等条件制约，分段设置加压送风机房、加压送风井的施工难度较大，且施工成本较高，给隧道工程建设带来巨大挑战。而在其他类型隧道实际工程中往往由于加压送风路径长、遮挡物多、人员逃生路径选择的不确定性等诸多因素，安全通道加压送风效果往往较差，加压送风机远端的安全口处很难保证正压要求，严重影响人员疏散安全，通过分析，其不足之处主要体现在如下方面：
3.(1)当加压送风机房位于隧道两端时，安全通道内部沿程阻力及局部阻力较大，且送风路径上存在漏风现象，加压送风机近端压力损失小，远端压力损失大，当火灾发生在远端时，着火区域开启的安全口加压送风风量小，正压不足，导致烟气蔓延至安全通道内，影响人员疏散安全。
4.(2)在计算安全通道加压送风量时，设计开启的安全门数量与实际开启的安全门数量往往存在偏差，若设计开启安全门数量偏少，实际安全门开启的数量大于设计值，造成加压送风机风量偏小，安全通道内正压不足，烟气蔓延至安全通道内；若设计开启安全门数量偏多，往往造成加压送风机容量过大，工程经济性差。
5.(3)当火灾发生在距离隧道两端加压送风机房较远的区域时，从加压送风机启动到火灾区域逃生断面处形成一定的正压、风速需要较长时间，导致着火隧道内的烟气蔓延至安全通道，影响人员疏散安全。
6.(4)设计人员逃生路径与实际不一致，即：设计时考虑火灾时人员从着火隧道仅进入安全通道进行疏散，而实际发生火灾时，逃生人员会同时从安全通道进入相邻隧道疏散，导致加压送风系统设计开启的安全门位置及数量与实际人员逃生开启的安全门位置及数量不一致，加压送风机风量不满足实际需求；
7.(5)传统方案中，安全通道防烟系统仅考虑采取加压送风系统保证安全门处正压要求，未考虑疏散人员在安全通道内长距离疏散情况下的人员新风需求，导致人员新风不足，影响人员身心健康。


技术实现要素：

8.为了解决上述技术缺陷之一，本技术实施例中提供了一种隧道系统、火灾送风控制方法及控制系统。
9.根据本技术实施例的第一个方面，提供了一种隧道系统，包括：通过侧墙间隔开的
两个隧道行车洞和位于两个隧道行车洞之间的安全通道；所述侧墙上设有连通隧道行车洞和安全通道的安全门洞，所述安全门洞处设有安全门；
10.所述隧道系统还包括：
11.送风管路，具有进风端和送风端；所述进风端穿过侧墙伸入一个隧道行车洞内，送风端位于安全通道内且延伸至通向另一个隧道行车洞侧的安全门处；
12.气流阻烟器，设置在送风管路的送风端，朝向安全门送风。
13.根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种隧道火灾送风控制方法，包括：
14.当获取到隧道内的第一隧道行车洞内产生火灾信号时，控制送风管路上的气流阻烟器启动，通过送风管路将第二隧道行车洞内的洁净空气向第一隧道行车洞一侧的安全门处送风；
15.根据所述安全门两侧的压力控制所述气流阻烟器的出风量。
16.根据本技术实施例的第三个方面，提供了一种应用于上述隧道系统的隧道火灾送风控制系统，包括：
17.火灾检测装置，用于检测隧道行车洞内是否发生火灾，并在发生火灾时产生火灾信号；
18.控制装置，用于当接收到火灾检测装置发送的火灾信号时，控制气流阻烟器启动，通过送风管路将另一隧道行车洞内的洁净空气向发生火灾的隧道行车洞一侧的安全门处送风。
19.本技术实施例提供的隧道系统包括：通过侧墙间隔开的两个隧道行车洞和位于两个隧道行车洞之间的安全通道，侧墙上设有连通隧道行车洞和安全通道的安全门洞，安全门洞处设有安全门；隧道系统还包括：送风管路，具有进风端和送风端；进风端穿过侧墙伸入一个隧道行车洞内，送风端位于安全通道内且延伸至通向另一个隧道行车洞侧的安全门处；气流阻烟器，设置在送风管路的送风端，朝向安全门送风，能够在其中一个隧道行车洞发生火灾时，将另一个未发生火灾的隧道行车洞内的洁净空气通过安全通道送至火灾侧的安全门处，增大安全门处的洁净空气压力，避免火灾烟雾进入安全通道。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1为本技术实施例提供的一种隧道系统的横向断面视图；
22.图2为本技术实施例提供的另一种隧道系统的横向断面视图；
23.图3为图2中a区域的放大视图；
24.图4为本技术实施例提供的一种隧道系统中送风管路的示意图；
25.图5为本技术实施例提供的另一种隧道系统中送风管路的示意图；
26.图6为本技术实施例提供的一种隧道系统的纵向断面视图；
27.图7为本技术实施例提供的隧道系统中气流阻烟器的结构示意图；
28.图8为图7中b向的剖视图。
29.附图标记：
30.11
‑
侧墙；12
‑
隧道行车洞；13
‑
安全通道；14
‑
安全门；15
‑
电缆空间；16
‑
土建排烟通
道；17
‑
管道布置空间；18
‑
隧道顶板；19
‑
隧道底板；
[0031]2‑
送风管路；21
‑
主送风管；22
‑
第一支送风管；23
‑
第二支送风管；24
‑
主路送风阀；25
‑
支路送风阀；
[0032]3‑
气流阻烟器；31
‑
机壳；32
‑
叶轮；33
‑
出风口；34
‑
电机；
[0033]4‑
压力传感器；
[0034]5‑
防虫网。
具体实施方式
[0035]
为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]
图1为本技术实施例提供的一种隧道系统的横向断面视图，图2为本技术实施例提供的另一种隧道系统的横向断面视图，图3为图2中a区域的放大视图，图4为本技术实施例提供的一种隧道系统中送风管路的示意图。如图1至图4所示，本实施例提供一种隧道系统，包括：通过侧墙11间隔开的两个隧道行车洞12和位于两个隧道行车洞12之间的安全通道13。侧墙11上设有连通隧道行车洞12和安全通道13的安全门洞，安全门洞处设有安全门14，当安全门14打开时，人员可从隧道行车洞12进入安全通道13；当安全门14关闭时，阻断隧道行车洞12和安全通道13。
[0037]
隧道系统内还设置有送风管路2和气流阻烟器3，送风管路2具有进风端和送风端，其中，进风端穿过侧墙11伸入一个隧道行车洞12内，送风端位于安全通道13内且延伸至通向另一个隧道行车洞12侧的安全门14处。气流阻烟器3设置在送风管路2的送风端，用于提供动力，朝向安全门14送风。
[0038]
以图1和图2所示的隧道结构为例，安全通道13位于左右两个隧道行车洞12之间。采用送风管路2，其进风端穿过左侧的侧墙11伸入左侧的隧道行车洞12内，送风端位于安全通道13内，并延伸至右侧的安全门14处。当右侧的隧道行车洞12发生火灾时，启动气流阻烟器3，将左侧隧道行车洞12中的洁净空气通过送风管路2吹向右侧的安全门14，使得右侧安全门14处的洁净空气压力较大，能够阻止右侧隧道行车洞12内的烟雾从安全门14进入安全通道13，确保安全通道13内为洁净空气便于人员从安全通道13撤离。
[0039]
本实施例提供的隧道系统包括：通过侧墙间隔开的两个隧道行车洞和位于两个隧道行车洞之间的安全通道，侧墙上设有连通隧道行车洞和安全通道的安全门洞，安全门洞处设有安全门；隧道系统还包括：送风管路，具有进风端和送风端；进风端穿过侧墙伸入一个隧道行车洞内，送风端位于安全通道内且延伸至通向另一个隧道行车洞侧的安全门处；气流阻烟器，设置在送风管路的送风端，朝向安全门送风，能够在其中一个隧道行车洞发生火灾时，将另一个未发生火灾的隧道行车洞内的洁净空气通过安全通道送至火灾侧的安全门处，增大安全门处的洁净空气压力，避免火灾烟雾进入安全通道。
[0040]
对于上述一种传统方案：当加压送风机房位于隧道两端时，安全通道内部沿程阻力及局部阻力较大，且送风路径上存在漏风现象，加压送风机近端压力损失小，远端压力损失大，当火灾发生在远端时，着火区域开启的安全口加压送风风量小，正压不足，导致烟气
蔓延至安全通道内，影响人员疏散安全。本实施例所提供的方案由传统的整体式送风转换为末端式送风，利用相邻未发生火灾的隧道行车洞中的洁净空气，将其就近送至安全门处，能够增大安全口(安全门)处的送风正压，避免烟气蔓延至安全通道内，解决了上述传统方案所存在的由于送风路径长或漏风导致送风压力不够的问题。
[0041]
对于另一种传统方案：在计算安全通道加压送风量时，设计开启的安全门数量与实际开启的安全门数量往往存在偏差，若设计开启安全门数量偏少，实际安全门开启的数量大于设计值，或者逃生人员会同时从安全通道进入相邻隧道疏散，造成加压送风机风量偏小，安全通道内正压不足，烟气蔓延至安全通道内；若设计开启安全门数量偏多，往往造成加压送风机容量过大，工程经济性差。本实施例所提供的方案在安全门的上方单独设置送风管路及气流阻烟器，开启数量与安全门开启数量完全一致，做到按需启动，利用相邻未发生火灾的隧道行车洞中的洁净空气，将其就近送至安全门处，解决了上述传统方案所存在的由于安全门开放数量的实际偏差导致送风压力不够的问题。
[0042]
在上述技术方案的基础上，本实施例提供一种隧道系统的具体实现方式：
[0043]
如图1至图3所示，安全通道13的上方设置有用于布置电缆的电缆空间15，电缆空间15的数量为两个，沿隧道的宽度方向依次设置，二者之间通过竖向的隔墙隔开。电缆空间15的上方设置有土建排烟风道16，土建排烟通道16与隧道行车洞12之间通过排烟管路相连，隧道行车洞12中的烟气可从土建排烟通道16排出隧道外。安全通道13的下方还设置有管道布置空间17，用于布设排水管等管道。管道布置空间17的数量为两个，沿隧道的宽度方向依次布置，二者之间通过竖向的隔墙隔开，管道布置空间17与其他隧道空间之间具有较好的防水密封性。
[0044]
如图4所示，本实施例提供一种送风管路2的具体实现方式：送风管路2包括：主送风管21、第一支送风管22、第二支送风管23、主路送风阀24和支路送风阀25。其中，主送风管21沿垂直于隧道长度的方向延伸，即：沿图4中的左右方向延伸，主送风管21的两端分别穿过对应侧的侧墙11，然后伸入对应侧的隧道行车洞12内。
[0045]
第一支送风管22位于安全通道内，第一支送风管22的一端与主送风管21连通，另一端延伸至通向一个隧道行车洞12的安全门14处，例如图4中通向左侧隧道行车洞12的安全门14处。第二支送风23位于安全通道内，第二支送风管23的一端与主送风管21连通，另一端延伸至通向另一个隧道行车洞12的安全门14处，例如图4中通向右侧隧道行车洞12的安全门14处。
[0046]
采用两个主路送风阀24，其中一个主路送风阀24设置在第一支送风管22与主送风管21的连接处与主送风管21的进风端之间，另一个主路送风阀24设置在第二支送风管23与主送风管21的连接处与主送风管21的另一个进风端之间。
[0047]
支路送风阀25的数量为两个，分别设置在第一支送风管22和第二支送风管23上。主路送风阀24和支路送风阀25具体可以为常闭型的电动送风阀，例如电磁阀。阀体四周边缘预留有不小于0.2m的安装空间。
[0048]
上述送风管路2的数量可以为多个，沿安全通道13的长度方向依次布设，根据安全门14的数量进行设定，可以在每个安全门14都对应设置送风管路和气流阻烟器。
[0049]
假设右侧的隧道行车洞12内发生火灾。打开左侧的主路送风阀24和右侧第二支送风管23上的支路送风阀25，启动右侧气流阻烟器3，从左侧隧道行车洞12吸入洁净空气，依
次经过主送风管21和右侧的第二支送风管23吹向右侧的安全门14，以增大安全门14周围洁净空气的压力，避免右侧隧道行车洞12内的烟气从安全门14进入安全通道13内。
[0050]
假设左侧的隧道行车洞12内发生火灾。打开右侧的主路送风阀24和左侧第一支送风管22上的支路送风阀25，启动左侧气流阻烟器3，从右侧的隧道行车洞12吸入洁净空气，依次经过主送风管21和左侧的第一支送风管22吹向左侧的安全门14，以增大安全门14周围洁净空气的压力，避免左侧隧道行车洞12内的烟气从安全门14进入安全通道13内。
[0051]
进一步的，还可以采用压力传感器4，设置在安全通道13内且位于安全门14旁。压力传感器4的探测气管分别设置在安全门14两侧的隧道行车洞12及安全通道13内。具体的，压力传感器4、气流阻烟器3分别与一控制器电连接，控制器用于根据压力传感器4检测到的压力调节气流阻烟器3的出风量，当位于隧道行车洞12一侧的压力较大或安全通道13内。压力传感器4在安全通道内安全门内侧壁贴墙安装，安装高度为1.5m
‑
2.5m，测压范围为
‑
100pa
‑
100pa，精度为一级，测压介质温度为
‑
20℃
‑
65℃。压力传感器的气管分别接至安全门的两侧的安全通道与隧道车行洞内，可以实时监控火灾时安全门处的余压值，并反馈压力信号，控制调整气流阻烟器的风量档位，保证安全通道内的余压值，避免烟气蔓延至安全通道内。
[0052]
图5为本技术实施例提供的另一种隧道系统中送风管路的示意图。如图5所示，本实施例提供另一种隧道系统的实现方式：采用两个送风管路2，其中一个送风管路2的一端作为进风端穿过左侧的侧墙11伸入左侧的隧道行车洞12内，另一端延伸至右侧安全门14处与气流阻烟器3相连，该送风管路2上设置有主路送风阀24。另一个送风管路2的进风端穿过右侧的侧墙11伸入右侧的隧道行车洞12内，另一端延伸至左侧安全门14处与气流阻烟器3相连，该送风管路2上也设置有主路送风阀24。
[0053]
假设右侧的隧道行车洞12内发生火灾。打开伸入左侧隧道行车洞12中的送风管路2上的主路送风阀24，启动右侧气流阻烟器3，从左侧隧道行车洞12吸入洁净空气，通过送风管路2吹向右侧的安全门14。
[0054]
假设左侧的隧道行车洞12内发生火灾。打开伸入右侧隧道行车洞12中的送风管路2上的主路送风阀24，启动左侧气流阻烟器3，从右侧的隧道行车洞12吸入洁净空气，通过送风管路2吹向左侧的安全门14。
[0055]
上述实施方式中，主送风管21具体可以为金属管，其截面为矩形。主送风管21通过固定支架安装在安全通道13的顶部，主送风管21与侧墙11开孔之间设置耐火矿棉和防火密封胶。
[0056]
一种实现方式为：主送风管21位于安全门14的上方，主送风管21的中心线与该安全门14的宽度方向中心线重合。第一支送风管和第二支送风管均沿垂向方向延伸，其顶端与主送风管21连接，底端延伸至安全门14的上方。
[0057]
或者，主送风管21、第一支送风管和第二支送风管均沿水平方向延伸，可处于同一高度。第一支送风管和第二支送风管各自的一端与主送风管21连接，另一端延伸至安全门14的上方。
[0058]
图6为本技术实施例提供的一种隧道系统的纵向断面视图。图6以另一种角度展示了隧道系统的实现方式。在隧道顶板18至隧道底板19之间依次设置有土建排烟通道16、电缆空间15、安全通道13和管道布置空间17。第一支送风管和第二支送风管沿水平方向延伸
至安全门的上方。
[0059]
送风管路2的接入口距上方的夹层板0.2m
‑
0.3m，便于接入处的安装和密封胶施工。当发生火灾时，送风管路2内的风速为6m/s
‑
20m/s。送风从非着火隧道行车洞经安全通道顶部的送风管路2、气流阻烟器3进入安全通道13，在安全门14上方自上而下喷出，喷出气流风速为5～12m/s，阻隔烟气侵入安全通道13。
[0060]
气流阻烟器3具体可以设置在安全门14的上方，从上而下喷出高压气流，并可以根据压力传感器反馈的压力信号调整气流阻烟器3的出风量，确保安全门14处的余压值为40pa
‑
50pa，阻隔烟气进入安全通道13。气流阻烟器3可以采用高压气流阻烟器，可采用如下实现方式：
[0061]
图7为本技术实施例提供的隧道系统中气流阻烟器的结构示意图，图8为图7中b向的剖视图。如图7和图8所示，气流阻烟器3具体可以包括：机壳31、风筒、叶轮32、电机34和百叶扇。其中，机壳31固定在安全门14上方的侧墙11上，机壳31设置出风口33，出风口33设置百叶扇，用于调节气流阻烟器的出风方向。机壳31内设置有金属风筒，风筒的一端朝向出风口，叶轮设置在风筒内，电机34设置在机壳31内与叶轮32相连用于驱动叶轮32转动。
[0062]
气流阻烟器3按风量分为高、中、低档，三档风量分别按额定风量的1.0、0.75、0.5倍设置，其常用风量范围为3000m3/h～5000m3/h，风压范围为100pa～300pa。角度可调型百叶出风口可在0
°
～30
°
角度范围内调整送风角度。气流阻烟器采用在安全通道内壁贴墙安装，通过四周设置的角钢、锚栓与内壁连接。
[0063]
进一步的，送风管路2的进风端可以设置防虫网5，避免蚊虫或其他物体进入送风管路2中。当送风管路2为矩形方管时，防虫网5也为方形结构，套设在送风管路2的进风端。防虫网5采用不锈钢材料制成，其上设置若干通风孔，通风孔可以为矩形孔，其边长为1mm
‑
3mm。
[0064]
本实施例还提供一种隧道火灾送风控制方法，可应用上述隧道系统中，该控制方法包括：
[0065]
步骤一、当获取到隧道内的第一隧道行车洞内产生火灾信号时，控制送风管路上的气流阻烟器启动，通过送风管路将第二隧道行车洞内的洁净空气向第一隧道行车洞一侧的安全门处送风。
[0066]
具体的，可先打开送风管路上的送风阀，然后启动气流阻烟器进行送风。
[0067]
步骤二、根据安全门两侧的压力控制气流阻烟器的出风量。
[0068]
针对本实施例图4和图5所示的技术方案，步骤一可具体控制相应的送风阀打开，其实现过程可参照上述内容。
[0069]
本实施例还提供一种隧道火灾送风控制系统，应用于上述隧道系统。该控制系统包括：火灾检测装置和控制装置。其中，火灾检测装置用于检测隧道行车洞内是否发生火灾，并在发生火灾时产生火灾信号。控制装置用于当接收到火灾检测装置发送的火灾信号时，控制气流阻烟器启动，通过送风管路将另一隧道行车洞内的洁净空气向发生火灾的隧道行车洞一侧的安全门处送风。该控制系统的具体实现方式可参照上述内容。
[0070]
火灾发生后，隧道内的人员通过安全门疏散。根据火源位置开启火灾点隧道侧所有安全口处的气流阻烟器及对应的电动送风阀，从相邻的非着火隧道引入新鲜空气从安全口上方形成自上而下的高压气流，阻隔烟气从着火隧道蔓延至安全通道内，为人员逃生提
供及时、有利的疏散条件。
[0071]
上述常闭型的电动送风阀、气流阻烟器、压力传感器均由中央控制室控制连接，中央控制室根据隧道顶部安装的火灾检测装置确定火灾位置，报警后显示在隧道中央控制室的监控屏上，经人工确认后进入预先设置的火灾运行模式，即通过送风管路向对应的安全门处送风。
[0072]
进一步的，通过通信技术和物联网云台进行数据传输、分析及存储，通过互联网web页面显示安全口开启处的实时画面，实现物联网及超长隧道综合消防平台的运用，能够快速、高效和精准发现火灾点附近安全通道防烟装置启动状况、安全口处加压送风状况，大大增加中间管廊安全通道防烟系统可靠性。
[0073]
本实施例提供的控制方法和控制系统具有与上述隧道系统相同的技术效果。
[0074]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0075]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0076]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0077]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0078]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。