[发明专利]地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及火灾热烟测试技术领域，尤其涉及一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及方法。

背景技术

地铁工程在试运营阶段和正式运营阶段，火灾事故发生时的快速探测报警、通风排烟及人员安全疏散，是地铁安全保障的重要环节。如何检测地铁火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示等工作效果、可靠性及联动状况，判定各防灾系统在火灾等事故情况下能否确保乘客安全疏散是地铁运营单位迫切需要的关键技术。因此通过全尺寸的热烟测试实验，测试地铁探测报警系统、通风排烟系统、事故应急照明、疏散通道、疏散指示工作效果及联动状况，检测探测报警时间是否满足规范要求；检验地铁通风排烟系统在设计火灾功率情况下，能否控制烟气不要沉降到安全高度；检验地铁通风排烟系统的运行模式是否正确，通风排烟量是否足够；检验通风排烟系统是在设计火灾功率情况下，提供6分钟的安全疏散时间；检验设计火灾功率情况下，是否有烟气向上层楼层蔓延；测试楼扶梯开口流速是否满足规范的要求；测试烟气层的下降过程，检测烟气层的温度是否达到对人员的伤害极限。基于现场实验，对车站及隧道的排烟模式、气流组织方式及疏散方案提出合理的措施和建议，为地铁建设和运营的安全管理和应急管理提供合理、正确的科学依据，是地铁工程领域迫切需要解决的一个问题。

现有地铁消防系统的现场检测方法中，大多采用冷烟测试方法，冷烟测试采用发烟物质(烟饼、烟枪)燃烧产生烟气，一般不具有真实火灾功率(热释放速率)，因此烟气没有浮力驱动，不能真实反映火灾烟气扩散和控制效果，能检测的指标较少，不能检测消防系统的整体工作效果。

在针对地铁消防系统的实验室测试研究方面，国内外学者多采用尺度模拟技术，建立缩小尺度的地铁火灾实验模型：北京工业大学采用1∶42的小比例尺地铁模型开展地铁洞内气流组织及传热效应的研究；中国安全生产科学研究院建立了1∶5比例的地铁车站模型开展了车站火灾烟气扩散和控制效果的研究；中国科学技术大学搭建了1∶8比例的小尺寸的地铁实验台开展了火灾时顶棚射流温度的预测模型研究，四川消防研究所利用建立的地铁模拟实验台，研究了轨行区火灾、站厅火灾等场景的火灾特性。

然而，冷烟测试技术及尺度模拟技术至少存在以下缺点：不能进行全尺寸的综合性测试，反映的指标较少，与实际火灾的符合性有待提升。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备及测试方法，该设备与方法可用于对地铁车站站台、站厅、区间隧道的火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道、疏散指示等工作效果、可靠性及联动状况的现场检测，为地铁工程建设、系统调试、运营安全提供合理、正确的科学依据。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备，其包括：

火源系统，设置在地铁车站及区间隧道现场，用于模拟火灾场景；

数据采集系统，设置在地铁车站的站台、站厅、车站隧道及区间隧道的空间内，用于采集所模拟的火灾场景中的温度、气流速度、气体浓度、图像、热像、烟气高度，以及地铁各消防系统联动时间信息；

数据处理系统，与所述数据采集系统相连，对所述数据采集系统采集到的数据信息进行处理，获得地铁车站站台、站厅、以及区间隧道的火灾探测报警系统、通风排烟系统、事故照明、疏散通道和疏散指示的工作效果、可靠性及联动状况的评价指标数据，以判定地铁各消防系统在发生火灾事故时能否确保乘客安全疏散。

上述地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备中，所述火源系统包括：

燃烧器，用于提供火源；

烟气发生箱，设置在所述燃烧器侧翼，用于产生示踪烟气，并使所述示踪烟气注入所述燃烧器产生的火羽流，产生无毒、热的且具有热浮力驱动的烟气流动，以反映烟气运动和控制效果；

保护装置，设置在所述燃烧器和烟气发生箱的外部，用于保护地铁车站站台和站厅顶部的设备设施免受火焰灼烧。

上述地铁车站及区间隧道现场热烟测试设备中，所述燃烧器包括由钢板焊接形成、统一规格尺寸、根据预设火灾功率改变数量组合及摆放方式的燃烧油盘和盛放在所述燃烧油盘内的燃料，所述燃料为浓度大于95％的工业甲醇。