专利名称：公路隧道的消防系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于隧道的消防系统，它具有一种固定式的灭火装置。
越来越多的长隧道，尤其是公路隧道，也增大了在这些隧道里发生火灾的风险，在许多情况下它可能变成灾难。最近几年的经验表明，在一个公路隧道里发生汽车着火在几分钟之内就可能产生巨大的热量，从而使火焰跳跃到相邻的汽车上而形成大火灾。此时产生的热和燃烧产生的气体作用于在此隧道里的人员，这对于健康是极为有害危险的，甚至往往致人死亡。1999年的隧道火灾不仅使社会公众和官方震惊，而且也指出了目前还没有防治这种火灾的方案或者说系统装置。因此敦促隧道经营者要对已有的隧道设备补充配备有效的防火装置，对新的设备则在设计时应考虑用这样的系统装置，其中所谓有效的防火装置是指一种与火警耦连的消防系统。
以前在一些个别应用情况下所配置的喷洒水灭火装置并未经实践考验。当风速超过2.5米/秒时，正如隧道通风机所引起的那样，自动的喷洒水装置动作太晚，而且往往在错误的位置处动作。由于太晚打开喷洒水装置因而无法灭火并且由于水的强烈雾化降低了能见度并使废气温度急剧升高，这在抽成真空时就出现许多问题。此外大量的灭火水又形成了一滩可燃烧的液体，它们不可控制地漫延开来。同时还指出，喷洒水装置灭火对于火源地的作用很小，这是因为火焰受到汽车车身的阻隔保护并处于喷水遮蔽区内。同时风强烈煽起了火并将水滴吹散。
有关隧道火灾的最新的安全分析因而要求实现以下的保护目的·减小着火地点的火焰强度；·冷却着火地点的周围环境；·使灭火区之内的着火气体冷却到小于50℃；·阻止火焰跳跃到相邻的车辆上；·冲洗烟气中的烟雾物，以保证足够的视野。
这种保护目标应该能够使有关的人员在着火区内有足够的时间和视野，以便保证安全并使可供使用的力量(消防队)没有危险地推近至着火地点。
通过本发明应当阐明一种用于隧道、尤其是公路隧道的消防系统，这种系统尽可能在很大程度上满足上述的保护目的。
按照本发明解决此所提出任务的方法是使固定式灭火装置由一种局部可激活的喷水灭火装置构成，这种喷水灭火装置有一个主供水管路和一个储水装置，其中储水装置就由主供水管路构成。
局部可激活的灭火装置是使灭火剂的使用以及灭火剂的储备都能保持在一定限度内的先决条件，而且喷水灭火装置所达到的灭火能力足以使汽车着火扑灭或者至少使其抑制住。储水装置用主供水管路就可以在长隧道时不必采用大而昂贵的水箱了。
按本发明这样来设计消防系统，要能够足够长地抑制住火焰，以使消防队能够进入。因为开头所述的火灾尤其也是认为达到了灾难性的规模，由于隧道里的温度很高，消防队即使仅推进到火源地附近也不可能。
按本发明的第一种优选的消防系统的实施形式的特征在于，将所要保护的隧道分成若干灭火区段，每个区段的长度至少为25至30m。
按本发明的第二种优选的消防系统的实施形式的特征在于，喷水灭火装置具有通过区段阀连接于主供水管路的喷嘴，还有工作气体的气压蓄能器用于将水输送至喷嘴。
按本发明的第三种优选的消防系统的实施形式的特征在于，有一种探测装置用于对着火地点进行准确的检测，并在探测装置动作时就使喷水灭火装置在有关的灭火区段里以及在两个直接相邻的灭火区段里激活动作。
按本发明的第四种优选的消防系统的实施形式的特征在于，储水装置的存水容量可以保证在所述的灭火区段里进行30分钟的灭火。
按本发明的第五种优选的消防系统的实施形式的特征在于，主供水管路分成多条平行的管路，在这些管路之间在至少一个位置有一种液力连接装置。
按本发明的第六种优选的消防系统的实施形式的特征在于，在主供水管路的两端各有一个气压蓄能器，而且这两个气压蓄能器可以有选择地投入使用。
按本发明的消防系统的另外一种优选的实施形式的特征在于，探测装置通过一种线性热报警系统与一根安装在隧道顶盖上的探测缆索来构成，或者由一种视频烟雾检测系统来构成。
最好这样来设计喷水灭火装置，使喷水过程一开始比经过大约5至10分钟之后有一个较高的喷嘴压力。
以下根据在唯一的附图
中所示的实施例对本发明进行详细的说明附图简要表示了隧道1的总体情况，该隧道装备了一套消防系统，它由火灾探测装置和灭火装置组成。火灾探测装置是一种FibroLaser型的线性热报警系统(FibroLaser-西门子建筑工艺股份公司，采勃罗斯分部，以前称采勃罗斯股份公司的注册商标)，该系统主要由一个装在隧道顶盖上的玻璃纤维缆索2和一个包含一个激光光源和一个光电子接收器的测量仪器3组成。
由激光器产生的光耦连入玻璃纤维光缆索2里并在其纵向方向上前进。石英玻璃密度的变动造成了一种连续不断的散射(瑞利-散射)，这又造成对激光的阻抑。由于玻璃材料的热光栅振动还出现了另外一种光散射，即所谓拉曼散射。
一小部分散射光作用在波导管的孔径角之内并且不仅在向前方向而且在向后方向上都扩展开来。散射光可以用一个光电检波器来证实，通过对散射强度的分析处理就可以确定局部的玻璃纤维温度。沿着玻璃纤维缆2的温度变化的本地分辨率是通过测量波导光的衰减来实现的。火焰的大小是加热的缆索段的函数短的已加热的缆索段对应较小的火焰，而长的已加热的缆索段则对应较大的火焰。
在测量仪器3里对光电子接收器的信号进行加工和分析处理。分析处理单元3连在系统中心4上，对消防系统的控制就在此系统中心里进行。系统中心4当然不一定要形成一个结构单元，它既与火灾探测装置相连，也与灭火装置相连。此外从系统中心4有一个至隧道中心5的连接，在此隧道中心里汇集了隧道1的全部的控制和监测装置并进行必要的显示，同时实行必要的行动。这种行动例如交通指挥、通风系统的控制、紧急照明的控制、排气系统的控制和隧道里人员的信息，这些行动是通过声学的和/或光学的装置，例如发光屏幕或者说扬声器进行的。隧道中心5与备用动力也有连系，以便能够在使用时报警。从系统中心4至消防队也有联系，以便在发生火灾时自动报警。
另一种可选的方案是火灾探测装置可以由视频烟雾检测系统来构成，该系统有一些摄像头6，其中在附图中只表示了一个摄像头。这种摄像头，正如它们在大多数隧道里被安装用于监测交通状况的那样，它们可以用一个适当的微处理器和一个适当的信号处理装置改造而成，从而能够根据摄录图像自动进行烟雾检测。例如在US-A-5237307和WO 00/23858里就描述了这种合适的系统，此处参考其公开的内容。摄象头6也与系统中心4相连接。发生火灾时，同样如线性热报警系统2那样，视频烟雾检测系统就发出一个警报。这个警报由隧道中心5里的调度员证实，这可以方便地根据摄像头6的图像来实现，然后进行灭火。也可以在消防系统动作之后滞后一定时间例如90至120秒再自动地进行灭火，这是在滞后过程期间在隧道中心5里没有什么反应的情况下才这样。
灭火装置是一种所谓的喷水灭火装置，它具有经过表示为区段阀7的开启装置连接在主供水管路8上的喷嘴9用于将细小水滴喷散雾化。区段阀7经过一段连接在系统中心4上的控制管路14可以独立地操作。主供水管路8连接在一个储水装置例如一个水箱上。将水运送至喷嘴9的工作装置是一个气压蓄能器10，它由一些气体高压瓶11组成，其中例如装有氮气或者空气，压力为200bar。但也可以使用较大的气体储箱，压力则较低。
高压气瓶11经阀门12连接在一个导向储水装置的压力管路上。该压力管路有一个节流阀13，通过这节流阀使压力管路内的输送压力因而也使主供水管路8内的输送压力节流到一个最佳的喷嘴压力。在欧洲专利申请Nr.0097647.7里就描述了这样一种喷水灭火装置，此处参考其公开的内容。区段阀7和阀门12同样可以经由控制管路14操作。
对于长隧道来说，当每个隧道管分成所述的灭火区，在这些灭火区里都可以进行局部的灭火，那么所要求的保护目的才能实现。要是没有这样的灭火区那么就要同时给长的隧道段供水，这样会使水的消耗量很大。扩展的试验表明，这样一种灭火区的最适合的和长度大约为30米。当灭火时总是有三个灭火区被供给水，也就是报警区和前后两个紧挨着的灭火区。
当隧道长度超过2公里时所有储存的水都蓄积在主供水管路8里，该管路装备了化学予处理过的水(添加了浸湿的水添加剂AFFF)并作为蓄能器保持着备用状态。在主供水管路8和节流阀13之间布置了一个容积约为2米3的平衡储罐。主供水管路8的直径优先考虑为300至400毫米左右，从而每公里管路可以储存大约100米3的水。气压蓄能器10里的储气应这样设计，以便在这三个激活的灭火区内提供30分钟内所需的水量。这种布置的优点是开始溢流喷水时比在大约5分钟之后有较高的喷嘴压力。因此在一开始时就比保持阶段时用更多的水来灭火，直到消防队进入。开始溢流喷水时喷嘴压力例如达到9bar，保持压力约5巴(bar)。在这三个激活动作的灭火区内总是给所有喷嘴9同时供水。
为了使溢流喷水时流入的气体不至于将主供水管路8内在已开启阀门7范围内的水排挤走，使阀门7的接头装在主供水管路8的底部。这种布置保证了总是将水而且肯定不是气体压至喷嘴9。作为附加的安全性最好在主供水管路8的两端各有一个气压蓄能器10，它与其它蓄能器相独立就可以实现溢流喷水。如果消防队进入太晚的话则可使第二个气压蓄能器投入使用。在灭火时有利的是总是使离开已激活动作的灭火区更远的气压蓄能器10起动。
可以将主供水管路8分成多个平行的具有较小直径的管子。这必须根据隧道的变化在一个或者多个位置上相互之间液力连接起来。通过这种液力连接可以阻止在已激活动作的灭火区范围内管路变干无水。这种将主供水管路8分成多条平行管路的方法尤其推荐用在有坡度的隧道。
不言而喻也可以用一种自动洒水装置代替喷水灭火装置，或许还附带有细喷嘴。但与自动洒水装置相比喷水灭火装置有一系列的优点，这些优点使它显得尤其适合应用在公路隧道里。这些优点主要在于灭火能力大、灭火水对火源地的作用以及使喷水灭火装置在正确的位置上动作，此时流出的燃烧气体至少经过一个保护区的长度而被强烈冲洗和冷却了。
权利要求
1.用于隧道的消防系统，具有一个固定灭火装置，其特征在于，该固定灭火装置由一种局部可以激活动作的喷水灭火装置(7-13)构成，这种喷水灭火装置有一个主供水管路(8)和一个储水装置，其中储水装置由主供水管路(8)构成。
2.按权利要求1所述的消防系统，其特征在于，将所要保护的隧道(1)分成若干个灭火区段，区段长度至少为25至30米。
3.按权利要求1或者2所述的消防系统，其特征在于，喷水灭火装置(7-13)具有经区段阀(7)连接在主供水管路(8)上的喷嘴(9)和一种工作气体的气压蓄能器(10)用于将水输送至喷嘴(9)。
4.按权利要求2所述的消防系统，其特征在于，有一探测装置(2，3；6)用于准确地探测着火位置，而且当探测装置(2，3；6)动作时就使喷水灭火装置(7-13)在有关的灭火区段内以及在两个直接相邻的灭火区段里激活动作。
5.按权利要求1至4中任意一项所述的消防系统，其特征在于，储水装置的存水容量可以保证在所述的灭火区段里进行30分钟长的灭火。
6.按权利要求1至5中任意一项所述的消防系统，其特征在于，将主供水管路(8)分成多条平行管路，在这些平行管路之间在至少一个位置处具有液力连接。
7.按权利要求3所述的消防系统，其特征在于，将区段阀(7)至喷嘴(9)的连接接头装在主供水管路(8)的底部上。
8.按权利要求3至7中任意一项所述的消防系统，其特征在于，在主供水管路(8)的两端各有一个气压蓄能器(10)，而且这两个气压蓄能器(10)可以有选择地投入使用。
9.按权利要求4至8中任意一项所述的消防系统，其特征在于，探测装置由一个线性热报警系统(2，3)和一根装在隧道顶盖上的检测缆索(2)构成，或者由一个视频烟雾检测系统(6)构成。
10.按权利要求5所述的消防系统，其特征在于，设计喷水灭火装置(7-13)，应保证在灭火开始时比在大约5至10分钟时间间隔之后要有较高的喷嘴压力。
11.按权利要求10所述的消防系统，其特征在于，灭火过程开始时的喷嘴压力大约是所述时间间隔之后的二倍那么高。
全文摘要
消防系统,包括一个固定的由一种局部可以激活动作的喷水灭火装置(7－13)构成的灭火装置。喷水灭火装置(7－13)有一个主供水管路(8)、一个储水装置、通过区段阀(7)连接在主供水管路(8)上的喷嘴(9)和一个工作气体的气压蓄能器(10)用于将水输送至喷嘴(9)。储水装置由主供水管路(8)构成。此外有一种探测装置(2,3;6)用于对着火地点实现准确的检测。所要保护的隧道(1)分成几个灭火区段,每个区段的最小长度为25至30米;当探测装置(2,3;6)动作时就使喷水灭火装置(7－13)在有关的灭火区段内以及在两个直接相邻的灭火区段里激活动作。
文档编号A62C37/40GK1332021SQ01119799
公开日2002年1月23日 申请日期2001年5月29日 优先权日2000年6月28日
发明者B·科维利, R·梅格尔勒, M·米勒 申请人:西门子建筑技术公司