[实用新型]一种抑制城市道路隧道火灾中自然排烟竖井吸穿效应的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于火灾安全技术领域，具体涉及一种抑制城市道路隧道火灾中自然排烟竖井吸穿效应的装置。

背景技术

近年来，城市化进程不断加快，越来越多的隧道在建设当中。然而，隧道为狭长受限结构，其内部通风能力较差。如果发生火灾，烟气将迅速蔓延到整个隧道，不易排出，而过多的有毒气体在隧道范围内聚集将严重影响隧道内部人群的疏散和消防人员的救援工作。

目前，隧道中发生火灾时主要的排烟方式有两种，分别为自然排烟和机械排烟。机械排烟是采用机械设备将隧道内的烟气排出，但用于隧道通风排烟的各种机械设备耗能大、初期投资及养护维修费用均较高，并且需要在隧道开挖时预留安装空间增大了隧道的建设成本。

而采用竖井的自然排烟方式，则更为经济有效。近年来，有越来越多的科研人员和工程技术人员对竖井自然排烟模式进行研究。虽然竖井自然排烟方式具有经济有效，节能环保的优点，但这种排烟方式仍有一些问题亟待解决。其中，“吸穿效应”就是影响竖井排烟效果的关键问题。

竖井自然排烟的主要驱动力是竖井内部与外界环境存在的温度差形成的烟囱效应，其大小主要与竖井高度以及竖井内热烟气和环境中冷空气的密度差有关。隧道内烟气温度越高，进入竖井后形成的烟囱效应就越强，在竖井下方形成的排烟速度就越大，有利于排出烟气。当火灾烟气在竖井内形成的烟囱效应较强且竖井下方的烟气层较薄时，就会发生吸穿现象。吸穿效应会使竖井下部开口附近的烟气层发生凹陷，原本(没有竖井排烟时)存在的烟气会被隧道下部的空气填充。这说明一部分处于烟气层下方的冷空气被直接吸入竖井排出，这显然会造成排烟效果的降低。

根据申请人先前的研究，在一定工况下，竖井排烟量中的空气部分占2/3左右，而竖井排出和卷吸进入下游烟气中的空气量之和与竖井排烟量的比值在70％-92％之间。根据以上数据可以发现，竖井自然排烟方式有可能将隧道内大量空气排出，同时一部分烟气会继续向下游扩散从而影响下游的人员疏散和救援工作。因此，在本专利中，我们提出在竖井下方增加帘幕的方法使烟气层在竖井下方积聚，形成厚度更大、温度更高的烟气层，从而减小吸穿效应的不利影响，使竖井排出尽量多的热烟气，而不是冷空气；竖井下方烟气层温度和厚度的增加还有利于增强烟囱效应，进而提高排烟效果。此外，帘幕的存在还可以阻止烟气越过竖井继续向下游扩散。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设置一种挡烟帘幕，以减小隧道火灾中竖井排烟的吸穿效应，阻止烟气继续向竖井下游扩散，提高竖井自然排烟效果。

本实用新型采用的技术方案为：一种抑制城市道路隧道火灾中自然排烟竖井吸穿效应的装置，该竖井上游和下游均设有可升降的固体帘幕，隧道顶部设有烟气探测装置，在火灾未发生时，软帘幕卷起，放置在在隧道顶部；当火灾发生时，隧道顶部的感烟装置进行探测，通过联动控制，选择竖井上游或者下游的帘幕，使帘幕沿墙体预定轨道靠重力自然下落，形成固体阻隔，阻挡烟气向帘幕下游扩散，同时利用竖井中产生的烟囱效应进行排烟。

其中，可升降的固体软帘幕，其材料为陶瓷纤维纺织品等防火耐高温材料。

其中，可升降的固体软帘幕设置于竖井上下游两侧，与竖井上下游的边缘平齐(也可保持0-1m的较小距离)，打开状态时，帘幕与地面夹角为90°，垂直于隧道侧壁；帘幕宽度比隧道内部净宽大20-50cm；帘幕下端距离地面2-3m，以便行人疏散；帘幕厚度为3-15mm。

其中，竖井上游和下游均设置烟气探测装置，其设置于距离竖井底面开口5m的位置；根据火灾烟气运动的方向，基于烟气探测装置联动开启相应的帘幕。