地铁电客车细水雾消防系统浅析

邵国栋

摘要：随着我国城市化的高速发展，各地城市轨道项目落地开花，地铁电客车安全性及可靠性相当重要，其中细水雾消防系统代表了国际地铁车辆消防的最先进技术，可有效防止电客车火灾发生及蔓延。本文对主流地铁电客车细水雾消防系统的形式及其特点进行重点分析。

关键词：细水雾；电客车；模块化；高集成度

TheresearchofTCMSsystemfor100%lowfloorurbantram

Abstract:Withtherapiddevelopmentofurbanizationinourcountry,theurbanrailprojectsindifferentplacesareblooming,thesafetyandreliabilityofsubwayelectricbusisveryimportant,andthefinewaterfogfirefightingsystemrepresentsthemostadvancedtechnologyofinternationalsubwayvehiclefirefighting,whichcaneffectivelypreventtheoccurrenceandspreadofelectricbusfire.Thispaperfocusesontheanalysisoftheformandcharacteristicsofthefinewaterfogfirecontrolsystemofthemainstreamsubwayelectricbus.

Keywords:Watermistsystem;Electricbus;Modularization;Highintegration

1.引言

轨道交通火灾是火灾中较为复杂的一种。列车在高速运行中发生火灾，不仅人群的疏散困难，消防人员的施救也同样困难。重大的列车火灾所造成的人员伤亡和财产损失都是巨大的。

随着我国轨道交通的快速发展，轨道交通的安全也得到了各级政府的重视和关切。运用先进的自动灭火系统，各种能够有效的防范各种突发的火灾隐患，有助于在火灾发生时快速控制火情、疏散群众。高压细水雾安全系统在欧洲轨道交通上已经得到广泛应用。这种系统既具有气体灭火的优势，体现为流动性和淹没性，又有水系统的快速降低火场能量和温度的特点;同时又具有系统轻便、可有效的降解有毒气体和烟尘等的独特优势，能维持现场良好的视线，为快速疏散人群创造条件。无论从应用实践，还是从规范化认证，高压细水雾安全系统都是目前轨道交通灭火的最有效方式之一。

1.1.国内外地铁火灾情况

近100年来，随着世界各地轨道交通快速发展以来，电客车火灾就时有发生。下面是国内外地铁火灾的案例。

1903年，法国巴黎二号线地铁列车在运行中起火，84人死亡；

2003年2月，韩国大邱市地铁一号线，由于人为纵火，死亡198人，伤146人，失踪289人；

1974年1月，加拿大蒙特利尔，由于地铁车辆内废旧轮胎引起电路短路，9辆车被烧毁，300m电缆被烧断；

1976年5月，葡萄牙里斯本地铁由于车头牵引失败，引发火灾，共计毁车4辆；

2004年2月，俄罗斯莫斯科，由于自杀式恐怖袭击，爆炸引发大火，共造成50人死亡，100多人受伤；

2017年2月，中国香港尖沙咀地铁火灾，造成14人受伤。

2.电客车细水雾消防系统总体描述

电客车相对于干线列车，相对车体结构空间小、载重量低，这就要求细水雾消防系统设备的集成要考虑小型化问题。为了提高整体系统的集成及减少系统间干扰，细水雾系统采用模块化设计，具备如下特点：

地铁由于空间和载重量的限制，无法使用气体或储存大量灭火用水，高压细水雾系统将成为提供灭火保护的最佳选择。

由于细水雾系统天生具备防止有毒气体的扩散功能，在地铁车辆密闭的空间里此系统将是最好的安全设备。

细水雾可以有效地抑制燃烧的扩散，阻隔热辐射，对于地铁车辆密闭空间中产生火焰周围有比较优秀的保护作用。

由于高压细水雾良好的电绝缘性，灭火过程中不会造成电气设备的短路，在电气设备火灾中有良好的的应用前景。

3.电客车细水雾消防系统灭火机理

3.1电客车细水雾消防系统灭火机理

按照水雾中水为例的大小，细水雾分为3个等级，具体如下：

I级水雾：DV0.5＜100微米DV0.9≤200微米；

Ⅱ级水雾：DV0.5＜200微米DV0.9≤400微米；

Ⅲ级水雾：DV0.5＞400微米DV0.9≤1000微米；

雾滴直径（μm）

细水雾通过在火灾发生过程中进行高效吸热、阻断窒息、阻隔辐射热，以此进行高效灭火，其灭火机理如下图所示：

3.1冷却降温，吸收火灾热量

火源正上方温度变化曲线图

车厢内部温度变化曲线图

3.2窒息作用，阻断氧化反应

燃烧烟气浓度变化曲线图

3.3阻隔热辐射

当细水雾喷入火场后，蒸发形成的蒸汽迅速将燃烧物、火焰及烟雾笼罩，对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力，有效地阻断因强烈辐射而造成火灾蔓延或危及人员生命财产安全。

电客车车厢中央/10Mpa/热辐射通量图

电客车贯通道/10Mpa/热辐射通量图

4.电客车细水雾消防系统关键硬件部件

在项目设计时考虑到首先地铁电客车相比干线车辆车体较小，导致车辆内部对细水雾消防系统设备的安装空间做出了诸多的限制，全系统硬件设备组成：高压泵组、电磁阀、主控电气箱、水箱、细水雾喷头、连接管路、火焰探测器、视频监控器、工控触摸屏电脑、手动报警器等。

4.1高压泵组

高压泵组是整个系统的核心部件之一，其中包含高压水泵、直流电机、主控电气箱及水箱。泵组流量35-42L/min，压力设计为10Mpa。电机采用DC110V无刷直流电机，转速1000±10r/min。水箱采用不锈钢焊接结构，其被安装于电客车车体底架横梁上，采用托举式结构并通过高强度螺栓进行紧固，吊挂横梁与底架边梁采用环槽铆钉相连。

4.2细水雾喷头

在高压下使水微粒达到200μm的外径，无限扩大了水滴的表面积，快速吸附热量。

细水雾喷头

4.3电磁阀

电磁阀采用常闭式结构，其与火灾报警控制中心相集成，在接收到电脑指令后打开，向喷头进行供水。

4.4监控设备

视频监控器采用高清晰度摄像头，分辨率130万像素，镜头焦距2.8毫米，最小聚焦距离0.3米。用于车内报警位置图像监控及自动切换功能。

4.5火焰探测设备

火焰探测器采用红外+紫外线复合探测模式，探测距离25米。其通过分析火焰的跳跃特性和火焰紫外光和红外光的特性来探测着火点。

4.6火灾报警控制设备

每个车厢底部中间位置安装一台火灾报警控制主机，每个Tc车的电气柜中安装一台硬盘录像机，每个客室端部安装有摄像机及火焰探测器，每个司机台上安装一台控制平台。

当客室内发生火灾时，司机室控制平台上会有声光报警提示，屏幕上会自动显示报警点的联动视频画面，所有的监控视频存储在硬盘录像机中。

5.系统软件

为对细水雾消防系统进行科学管理并提高适用性，其针对不同设备及应用场景提供各类服务线程。系统软件结构分为应用层及底层两大层级，应用层软件主要对细水雾消防系统进行管理及功能调用；底层软件主要对系统各类硬件设备进行驱动。

6.结语

城市轨道交通由于具有大运量、高效率、低污染等优势，在世界各国城市公共交通的建设和发展中越来越受到重视。城市轨道交通系统涉及专业多，技术复杂，系统的安全性和可靠性非常重要，其中安全系统的设置尤为重要。

细水雾消防系统是一项预防、扑救火灾的新技术，在国外城市轨道交通上运用广泛，但国内轨道交通在应用很少，特别是车辆上。相信随着高压细水雾安全系统的进一步发展，国内城市轨道交通车辆将广泛应用细水雾消防系统。

参考文献

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