●白曉輝，梁彥雋

(1．山西省消防總隊，山西 太原 030001;2．陽泉市消防支隊，山西陽泉 045000)

公路隧道環(huán)境密閉性強，逃生和救援條件差，早期報警、及時撲滅和人員的安全疏散是隧道消防設計應解決的重要問題，其中快速準確地發(fā)現(xiàn)火情是滅火救援和有效疏散逃生的重要前提。因此，科學、合理地選取隧道火災探測器就顯得尤為重要。目前，市場上常見的隧道火災探測器主要有感溫型和感光型兩種。為了更好地指導公路隧道的設計單位、建設單位科學合理地選用火災探測器，筆者組織山西五盂高速的建設、設計、施工、設備生產(chǎn)廠家及當?shù)毓蚕啦块T的相關人員開展了隧道實體點火試驗，并對試驗結果進行分析研究。

1 試驗基本情況

山西五盂高速公路有特長隧道2條、長隧道3條，為了實際考證感溫與感光兩種火災探測器在隧道中對火災的探測效果，選取在建的五盂高速公路下細腰隧道作為火災探測點火試驗的實體隧道，對以感溫為原理的光纖光柵探測器和以感光為原理的紅外火焰探測器進行點火試驗。

1．1 試驗目的

通過在隧道實體中進行點火模擬試驗，主要從探測速度和探測精度兩個方面比較兩種火災探測器的探測效果，為公路隧道工程火災自動報警系統(tǒng)選型提供參考依據(jù)。

1．2 產(chǎn)品選型

本次試驗選取了經(jīng)國家消防電子產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗中心檢測合格的3種產(chǎn)品，分別是:上海光柵信息技術有限公司生產(chǎn)的FBG1550線型光纖光柵感溫火災探測器(以下簡稱FBG1550探測器)，上海能美西科姆消防設備有限公司生產(chǎn)的RDCZ002-D點型紅外火焰探測器(以下簡稱RDCZ002-D探測器)，通用電氣(上海)有限公司生產(chǎn)的GS9208型雙波長紅外火焰探測器(以下簡稱GS9208探測器)。

1．3 試驗條件

試驗條件為:(1)隧道試驗段凈高7．5 m，凈寬11 m，試驗段起點樁號設為K0+000，洞內(nèi)終點樁號設為K0+300。試驗在自然通風情況下進行，經(jīng)現(xiàn)場檢測，試驗時大氣溫度為17℃左右，洞內(nèi)2 m高處風速為1．4 m·s-1。(2)3種火災探測器安裝在同一段隧道內(nèi)，其中:FBG1550探測器安裝在隧道右洞試驗段頂部，距離頂部30cm，每10 m有1個光柵感溫點，安裝總長度為250 m;RDCZ002-D探測器安裝在隧道行車方向右側壁，距離地面2．3 m，每50 m安裝1個，探測器照射前后方向各25 m，共安裝綜合盤5只;GS9208探測器安裝在隧道行車方向右側壁，距離地面2．3 m，每50 m安裝1個，探測器沿行車方向照射，共安裝綜合盤5只。上述3種產(chǎn)品分別連接各自的火災報警控制器，該控制器能實時記錄報警時間和位置，每次試驗3種探測器均同時進行測試。(3)試驗火盆尺寸0．7 m×0．7 m。分4種情形進行模擬:一是固定火;二是火焰探測器的鏡頭受污染條件下對固定火的探測;三是移動火;四是煙火。其中前3種情形采用火盆內(nèi)點汽油火的方法;煙火采用火盆內(nèi)點柴油火并加壓濕木柴的方法。(4)試驗前將電子計時器和3個探測器報警主機統(tǒng)一時間。計時器隨火盆車記錄每次點火時間;洞口報警主機記錄每次主機報警時間，同時記錄報警位置。報警時間精確到秒，根據(jù)國家標準，火災探測器報警時間超過60 s屬報警無效。

1．4 火源及污染模擬

根據(jù)隧道運營中可能存在的各種情況，共設計4組試驗:明火、污染、移動火盆和煙火。(1)明火是公路隧道內(nèi)大多數(shù)火災的表現(xiàn)形式，對明火的響應情況很大程度上能夠說明火災報警系統(tǒng)的實際使用效果。本研究在行車道、隧道中心線、超車道共安排了6次明火試驗。(2)考慮到公路隧道火災主要為移動車輛燃燒的情況，本研究在隧道行車道、隧道中心線、隧道超車道共安排了3次移動火盆試驗，火盆移動速度為1 m·s-1。(3)公路隧道內(nèi)環(huán)境差，且山西境內(nèi)運煤車輛較多，污染比較嚴重。由于感溫型探測器以溫度的變化為報警依據(jù)，且不易遮擋無法量化，本研究未對感溫型探測器做污染試驗，只針對雙波長感光型探測器，采用單層醫(yī)用紗布遮蓋火焰探測器視窗的形式，在行車道、隧道中心線、超車道共安排了3次試驗。(4)考慮到有的火災會伴隨著濃煙，因此，安排了3次煙火試驗。

2 試驗結果

2．1 明火

明火條件下共點火6次，3種探測器均報警6次，F(xiàn)BG1550探測器和RDCZ002-D探測器系統(tǒng)平均報警時間相同，GS9208探測器系統(tǒng)平均報警速度快于前兩者約2 s左右。FBG1550探測器報警位置全部正確，RDCZ002-D探測器和GS9208探測器報警位置各錯誤1次，且后者存在1次誤報。具體試驗結果見表1。

表1 明火試驗結果

2．2 污染

污染條件下共點火3次，兩種感光型探測器均報警3次(污染試驗時，F(xiàn)BG1550探測器未關閉，相當于做了3次明火試驗，其試驗數(shù)據(jù)歸入明火類型)。RDCZ002-D探測器由于探測器被遮擋后引起自身故障報警導致試驗過程中未報警，報警位置全部錯誤，相鄰位置未模擬污染的火災探測器報警，其平均報警時間為16．3 s;GS9208探測器的平均報警時間為11．3 s，報警速度相對較快，報警位置全部準確。具體試驗結果見表2。

表2 污染試驗結果

2．3 移動火盆

移動火盆條件下共點火3次，3種探測器均報警3次。FBG1550探測器和RDCZ002-D探測器系統(tǒng)平均報警時間相同，報警位置全部準確。GS9208探測器系統(tǒng)平均報警速度快于前兩者，但對火源位置的探測均發(fā)生偏離，報警位置不準確。具體試驗結果見表3。

表3 移動火盆試驗結果

2．4 煙火

煙火條件下共點火3次，F(xiàn)BG1550探測器系統(tǒng)平均報警時間最長，GS9208探測器系統(tǒng)平均報警時間最短。FBG1550探測器和RDCZ002-D探測器報警位置全部正確，GS9208探測器漏報1次。具體試驗結果見表4。

表4 煙火試驗結果

3 試驗結論及討論

通過試驗可得出如下結論:(1)差定溫感溫型和感光型火災報警系統(tǒng)對0．5 m2的各種油盆火均能在60 s內(nèi)及時報警。(2)4種模擬情形下，F(xiàn)BG1550探測器系統(tǒng)平均報警時間為17．32 s，RDCZ002-D探測器系統(tǒng)平均報警時間為17．02 s，GS9208探測器系統(tǒng)平均報警時間為13．8 s。(3)在本試驗條件下，感溫型火災報警系統(tǒng)對火源位置報警基本準確，感光型火災報警系統(tǒng)個別存在報警位置偏差。(4)采用單層紗布進行污染試驗的報警時間與明火試驗的報警時間相比，無明顯差距，污染試驗對感光型探測器報警時間無明顯影響。

由于試驗場地及設備等局限，本次試驗研究存在如下缺陷和不足:(1)本次試驗未做火災初期的小火焰模擬探測。但在試驗時出現(xiàn)了如下情況:當點著點火棒、正準備去點火盆的時候，火焰探測器已經(jīng)報警，導致試驗一度無法按方案進行，后來找到一塊約1 m2的大木板，把點著的點火棒隱蔽在該木板后，使該小火焰不被火焰探測器提前探到，才使試驗繼續(xù)進行。這種情形實際上體現(xiàn)了火焰探測器對初期火災探測的優(yōu)越性。(2)火源運動速度慢。本次試驗的隧道剛剛挖通，尚未鋪路面，受試驗條件的制約，試驗模擬火源的運動速度為1 m·s-1，不能真正模擬車輛正常的行駛速度。(3)通風條件為自然通風。本次模擬試驗的風速為1．4 m·s-1，與風機開啟的一般工況有差距。(4)煙火模擬不很成功。本次模擬試驗發(fā)煙量小、發(fā)煙時間短，沒有真正實現(xiàn)原計劃模擬的陰燃火災。

4 公路隧道火災探測器的選用

從報警效率方面考慮，一是在對0．5 m2油盤火(火災的發(fā)展蔓延階段)的探測方面，從平均報警時間來看，雖然火焰探測器較快于感溫探測器，但參加試驗的3種火災探測器無明顯的差距，感溫火災探測器的快速報警應該是受益于其差溫探測報警功能。二是兩種火焰探測器均有對鏡頭受污程度的自動檢測功能，當光透量低于設定值時會向控制中心發(fā)出故障報警、請求養(yǎng)護。三是GS9208探測器還具有對環(huán)境數(shù)據(jù)的自動檢測功能。開機后或每次復位，其火災探測器均需要約40 s的時間，對工作環(huán)境的光學數(shù)據(jù)自動檢測并儲存，當出現(xiàn)異常時，會與正常的環(huán)境數(shù)據(jù)進行比較，這是該產(chǎn)品技術上有別于其他產(chǎn)品的一個特點。

從投資和維護方面考慮，一是感溫火災探測器在總投資方面較火焰探測器低，有人認為感溫火災探測器會低10%～30%。二是感溫火災探測器養(yǎng)護周期長，但安裝在隧道的穹頂，一旦進行養(yǎng)護即需要封路;火焰探測器養(yǎng)護周期短，但安裝高度低(低于2．5 m)，平時即可隨時養(yǎng)護。

根據(jù)試驗結果及綜合分析，筆者認為，火焰探測器在山西省公路特長隧道和長隧道中更為適用。