卢守波

（中国海诚工程科技股份有限公司，上海 200031）

随着我国城市化进程加快，大量建设犹如雨后春笋，在经济繁荣的同时，各种问题凸显，如到处开挖路面、架空线网密集、管线破裂事故频发等。为提高城市综合承载能力，促进城市集约化高效发展，大力推进城市综合管廊建设具有重要意义。本文针对综合管廊内起火原因、火灾特点，阐述了综合管廊内几种常用的自动灭火系统并其优缺点进行分析研究，提出了综合管廊自动灭火系统的建议和看法，为新建综合管廊消防自动灭火系统选择和设计提供参考。

1 综合管廊火灾分析

综合管廊主要容纳电力电缆、通信、热力、给排水、燃气等管道，以及自用缆线和附属设施。电力线路具有自身起火可能性，因此，电力电缆是综合管廊起火的主要原因。

1.1 综合管廊火灾起因

1.1.1 电缆起火

1）由于输电电缆的接头连接不紧密，接触不良，造成电缆局部电阻增大、发生过热，引起燃烧；2）用电终端造成输电线路过载，电缆通过的电流强度超过允许值，电缆温度升高，形成电缆起火；3）高压输电线通常由不同相位或不同芯线的电缆组成，如果绝缘体老化或者破损漏电，二相间或者电缆与大地间电位差形成短路放电，造成火灾。

1.1.2 其他因素起火

综合管廊配备了照明系统、通风系统、消防系统等，其电气控制设备可能因故障产生电火花，引燃可燃物着火。综合管廊在进行巡检或者维修时，工作人员由于操作不当或失误引燃检修用品或堆料，引发火灾。对于容纳污废水管道的管廊，管道破损后可能析出可燃气体，如硫化氢、甲烷等，在管廊内聚积，达到一定浓度后遇火星引发爆炸。另外，由于外界不可控因素使管道本体发生火灾等。

1.2 综合管廊火灾特点

综合管廊是集多种管线系统于一体的地下空间构筑物，内部装有诸多设备。一旦失火，将造成线路本身经济损失以及传输媒介中断所造成的外部经济损失。如果综合管廊内敷设高电压等级电缆，其服务区域广，一旦火灾发生短路，轻则造成相关地区停电，重则造成区域电力系统崩溃，损失非常严重。另外，高压电缆断电后可能留有余压，存在触电伤人危险。

综合管廊是一种地下空间通道，各种管道、电缆密集排布，前后连通，内部空间相对封闭、狭窄，空气流动不畅。在管廊内着火时，热量得不到有效扩散，廊内温度迅速上升，沿缆线形成火流，快速蔓延到相邻区域，迅速燃烧。电力电缆主要由橡胶、聚氯乙烯等绝缘材料包裹，燃烧时产生大量烟雾和有毒有害气体，使管廊内视线受阻，造成消防人员扑救困难和身体损害。

1.3 综合管廊降低火灾措施

1.3.1 安装早期火灾征兆探测系统。

综合管廊内设置智能巡检机器人，模仿人进行巡检，通过机器人平台上的计算机视觉系统、红外探测系统、温烟感探测系统等捕捉火灾征兆。早期火灾征兆探测可以实现火灾孕育阶段微小征兆信息的敏感探测和不同属性热解粒子的判断，提高火灾探测的可靠性、敏感性，实现探测早期火灾。通过视频监控系统，图像模式识别系统，实时监控综合管廊内各种特征参数。

1.3.2 电缆设计科学合理。

电缆是综合管廊起火的主要原因。在设计电力电缆时，采用阻燃型电缆，并根据规划合理设计电流密度，降低电缆发热量，防止温度升高产生火灾。在供电系统中设置保护措施，电缆起火后及时切断电源。

1.3.3 综合管廊防护。

在综合管廊内设置防火隔断，一旦着火，将火控制在一定范围，减轻火灾损失。

综合管廊直通外部的孔洞、通风口等设置防护网，避免啮齿类动物进入管廊撕咬电缆，导致电缆漏电引起火灾。

2 自动灭火系统比较

综合管廊主要是电力电缆起火引起物体带电燃烧的火灾，属于E类火灾，对于容纳天燃气管道的管廊，则包含了C类气体火灾。可供综合管廊使用的自动灭火系统有：超细干粉灭火系统、气溶胶灭火系统、高压细水雾灭火系统、气体灭火系统等。因综合管廊的每个防火分区内部空间体积大、距离长、横断面狭窄。对于管网式气体灭火系统（如七氟丙烷、二氧化碳等）输送的距离有限，长距离输送将使有效气体喷量减少、压力减小。要保证消防，需要设置非常多的气瓶储存间，土建投资费用较高，故综合管廊一般很少采用气体灭火。

现将对超细干粉灭火、气溶胶灭火、高压细水雾灭火的可行性、经济性、适用性等方面进行分析和比较。

2.1 超细干粉灭火系统

超细干粉灭火系统是一种悬挂式自动灭火装置，悬挂于防护区顶部，由干粉灭火剂、固气转换剂、电引发器、钢制外壳、喷嘴等组成。当遇到综合管廊着火时，灭火系统接到电脉冲启动信号，固气转换剂被激活，喷嘴向防护区喷射灭火剂，其与火焰混合时产生化学反应，迅速捕获燃烧自由基，切断燃烧链以实现扑灭火焰。

超细干粉灭火系统优点：适用范围广，适用于ABCE类火灾；节省空间，体积小且悬挂防护区顶端，不占地面面积；无管网，设备简单，安装方便；无毒无害，无腐蚀，易清理，无泄露爆炸危险；造价便宜，维护简单。该系统缺点：喷射时造成防护区内能见度降低；灭火剂需定期更换，维保成本高；灭火装置喷射一次就失效，需预留备用量。

2.2 气溶胶灭火系统

气溶胶灭火是利用气溶胶产物中的固体微粒经物理、化学作用达到消耗燃烧活性自由基团，减少自由基产生来源的目的，并通过吸热降温、化学抑制和窒息作用达到抑制燃烧，从而扑灭火灾。综合管廊中采用S型热气溶胶灭火系统。

气溶胶灭火系统的优点：1）无管网、安装方便，环保、对人体无害；2）可带电灭火，即使电源不切断，仍可将火扑灭；3）系统操作简单，可靠性好，能够快速灭火；4）土建投资少。该系统缺点：1）需定期更换药剂，增加运行管理费用；2）灭火分解产物遇水后会产生强碱，对设备有很强腐蚀性；3）金属盐离子具有导电性，可引起电缆短路；4）喷射后防护区内能见度低，影响人员撤离；5）需设置机械排风装置，占用管廊空间。

2.3 高压细水雾灭火系统

高压细水雾灭火系统是以水作为灭火剂，通过高压泵组高速喷出可快速弥散的雾滴，经水雾汽化中的吸热冷却、窒息作用灭火。系统需设置增压泵房、贮水池、管网、水雾喷头等配套设施。

高压细水雾灭火系统的优点：1）环保、无毒无害，无二次污染；2）灭火效率高，可有效控制复燃；3）水雾绝缘性好，安全；4）具有降温、降烟的功能。该系统缺点：1）工程投资大、造价高；2）设备繁多、系统复杂、维护困难；3）附属设施占用空间较大。

3 结语

1）综合管廊的火灾，蔓延迅速、扑救困难、危险性大。在建设时，需做好消防设计，采取必要措施降低火灾诱因。需不断开发新型消防技术，采用新型火灾探测技术敏锐扑捉火灾隐患，及早发布火灾预警。设置有效的自动灭火系统，一旦着火，能够迅速扑灭火灾。

2）我们认为应根据综合管廊的特点、起火原因、以及国家规范、行业标准，通过对比、综合评价选定灭火系统。不同地区在建设综合管廊时初衷不同，不同类型的自动灭火系统其可行性、经济性、适用性也不尽相同。我们认为体积小、投资少、易维护的自动灭火系统应作为综合管廊灭火优先选择的方案。

3）结合上述几种自动灭火系统的优缺点，我们认为高压细水雾灭火系统存在投资高，占地大，维护复杂等问题；气溶胶灭火系统存在爆炸隐患，清理困难等弊端。在设计过程中，这两种灭火系统往往会超出国家规范要求的极限，影响综合管廊功能的发挥，这两种灭火系统在综合管廊中实施遇到的困难有很多。超细干粉灭火系统具有投资低、易维护等特点，相比其它灭火系统优势明显，因此，笔者建议综合管廊中采用超细干粉自动灭火系统来满足综合管廊消防设计的要求。