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地下鐵道防災(zāi)救援系統(tǒng)的初步研究工學(xué)論文
【摘要】目前我國的地鐵建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入高潮時(shí)期，地鐵的防災(zāi)救援問題也變得日益重要，本文分析了地鐵火災(zāi)的特點(diǎn),并從火災(zāi)預(yù)防、監(jiān)控與報(bào)警、人員救援、火災(zāi)撲救與災(zāi)后處理等方面進(jìn)行了討論，對地鐵火災(zāi)救援系統(tǒng)進(jìn)行了闡述和概括。
【關(guān)鍵詞】地下鐵道, 火災(zāi), 防災(zāi)救援系統(tǒng)
0 引言
2003 年2 月18 日,韓國大邱市地鐵發(fā)生了一起人為縱火引起的火災(zāi)事故,造成近200 人死亡、數(shù)百人受傷、車站設(shè)施損壞等嚴(yán)重后果。這一重大事故引起了世界各國對地鐵防災(zāi)及救援系統(tǒng)完備性和重要性的關(guān)注。專家認(rèn)為,世界各國現(xiàn)在的地鐵設(shè)備基本與韓國相同。地鐵防災(zāi)救援系統(tǒng)如何應(yīng)對突發(fā)性的大災(zāi)難,是各國面臨的緊迫課題。
1 地鐵災(zāi)害( 火災(zāi)) 概述
1. 1 地鐵災(zāi)害的種類及其事例
地鐵在施工和運(yùn)營期間可能發(fā)生的災(zāi)害可分為自然災(zāi)害和人為災(zāi)害兩類。從世界地鐵100 多年的歷史教訓(xùn)來看,地鐵災(zāi)害中發(fā)生頻率最高、造成損失最大的是火災(zāi)。本文將著重討論地鐵火災(zāi)的防災(zāi)救援問題。歷史上的幾次地鐵火災(zāi)事例有:1991 年德國柏林發(fā)生地鐵火災(zāi),18 人送醫(yī)院急救;2003 年1 月英國倫敦發(fā)生地鐵列車撞月臺(tái)引起大火事故,至少造成32 人受傷; 近期的韓國大邱地鐵人為縱火事故等。
1. 2 地鐵火災(zāi)的特點(diǎn)
由于相對封閉的環(huán)境特點(diǎn),地鐵中發(fā)生火災(zāi)將比地面建筑物中發(fā)生火災(zāi)更具有危險(xiǎn)性。地鐵火災(zāi)的主要特點(diǎn)概括如下:
(1) 人的心理恐慌程度大,行動(dòng)混亂程度高。地鐵區(qū)間隧道出入口少、通道狹窄、疏散距離長、人員多,故造成的人員恐慌和行動(dòng)混亂程度要比在地面建筑物中嚴(yán)重得多,易發(fā)生擠踩事故。
(2) 濃煙積聚不散。地鐵內(nèi)部封閉的環(huán)境使物質(zhì)不易充分燃燒,火災(zāi)時(shí)可燃物的發(fā)煙量很大,而地鐵的進(jìn)排風(fēng)只靠少量的風(fēng)口,機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)很難依靠自然通風(fēng)補(bǔ)救,煙霧的控制和排除都比較復(fù)雜。濃煙積聚不散,對人員逃生和火災(zāi)撲救都將帶來很大的障礙。
(3) 溫度上升快,峰值高。由于地鐵建筑物是一個(gè)相對封閉的空間,發(fā)生火災(zāi)以后,大量的熱量積聚無法散去,空間溫度提高很快,火勢猛烈階段溫度可達(dá)到1 000 ℃ 以上。高溫有時(shí)會(huì)造成氣流方向的變化,對逃生人員影響很大,而且會(huì)對車站結(jié)構(gòu)造成很大的破壞。
(4) 人員疏散難度大。人員從地鐵內(nèi)部到地面開闊空間的疏散和避難都要有一個(gè)垂直上行的過程,比下行要耗費(fèi)體力,從而影響疏散速度。同時(shí), 自下而上的疏散路線與內(nèi)部煙和熱氣流自然流動(dòng)的方向一致,因而人員的疏散必須在煙和熱氣流的擴(kuò)散速度超過步行速度之前完成。這一時(shí)間差很短, 又難以控制,故給人員的疏散帶來很大困難。
(5) 撲救困難。由于地下空間限制,以及濃煙、高溫、缺氧、有毒、視線不清、通信中斷等原因,救援人員很難了解現(xiàn)場情況;又由于大型的滅火設(shè)備無法進(jìn)入現(xiàn)場,進(jìn)入的救援人員需要特殊防護(hù)等特點(diǎn), 因此救人、滅火困難大。
1. 3 防災(zāi)設(shè)計(jì)原則
防災(zāi)設(shè)計(jì)需貫徹“ 預(yù)防為主,防消結(jié)合”的工作方針。防災(zāi)設(shè)計(jì)應(yīng)遵照我國有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定,從建筑結(jié)構(gòu)防災(zāi)設(shè)計(jì)、監(jiān)控報(bào)警與消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)、地鐵車輛防火設(shè)計(jì)、火災(zāi)時(shí)的應(yīng)急方案等方面來考慮,建立和完善地鐵“ 預(yù)防、監(jiān)控、報(bào)警、救援和消防”的防災(zāi)系統(tǒng)。
2 地鐵火災(zāi)預(yù)防措施
火災(zāi)預(yù)防除在地鐵設(shè)計(jì)時(shí)需進(jìn)行多方面的考慮外,還應(yīng)加強(qiáng)平時(shí)的安全管理。自大邱事件以來,我國地鐵管理部門對火災(zāi)的預(yù)防措施逐步進(jìn)行了改進(jìn)和加強(qiáng)。地鐵火災(zāi)預(yù)防措施有以下幾個(gè)方面。
(1) 嚴(yán)格按照防火規(guī)范設(shè)計(jì)。地鐵必須根據(jù)自身的交通運(yùn)輸功能和日�？土髁看蟮奶攸c(diǎn),按照相應(yīng)的防火設(shè)計(jì)規(guī)范在建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電方面進(jìn)行綜合防火設(shè)計(jì)。其中,在進(jìn)行車站建筑物及列車車體等設(shè)計(jì)時(shí),要為人員安全疏散創(chuàng)造最大可能的條件:
① 站臺(tái)寬度,要滿足發(fā)生災(zāi)害或者緊急事件時(shí)客流的疏散要求; ② 出入口與通道,要設(shè)在車站分向客流大、行人較密集,并有足夠集散空間的地方,出入口與通道數(shù)的量和寬度應(yīng)滿足緊急狀態(tài)下6 min 內(nèi)將客流疏散完畢的要求; ③ 引導(dǎo)標(biāo)志和事故照明設(shè)備,應(yīng)設(shè)置在疏散通道和出口位置,且和緊急備用電源連接,發(fā)生緊急事故時(shí)可以及時(shí)引導(dǎo)人員安全疏散; ④ 合理劃分車站的防火、防煙區(qū)間,在各獨(dú)立防火區(qū)之間設(shè)置防火墻和防火門或者防火卷簾;在防火分區(qū)內(nèi)劃分防煙分區(qū),并通過與排煙系統(tǒng)的結(jié)合, 盡可能地排除煙霧,減少煙霧對人員逃生的危害。⑤ 屏蔽門系統(tǒng),屏蔽門在發(fā)生火災(zāi)時(shí)可以起到阻隔火焰、控制煙氣流動(dòng)的作用,為火災(zāi)的控制和人員逃生創(chuàng)造條件,并可避免火災(zāi)時(shí)人群因?yàn)閾頂D而發(fā)生意外的情況。⑥ 合理設(shè)計(jì)地鐵列車,采取車廂之間互相貫通、列車加裝逃生系統(tǒng)等措施。
(2) 合理選用建筑和車體材料。地鐵中使用的建筑、裝修材料,車站用具和設(shè)備,列車車體和車上用具等制作材料必須滿足難燃、阻燃要求。
(3) 采用合理和必要的消防設(shè)備。設(shè)置可靠的自動(dòng)探測、報(bào)警和滅火系統(tǒng),消防設(shè)備要按規(guī)范布置,控制系統(tǒng)的可靠性要高。
(4) 加強(qiáng)日常管理與維護(hù)。在地鐵入口和站臺(tái)安排安全員巡視,防止出現(xiàn)人為事故。對地鐵設(shè)備要及時(shí)維護(hù),排除電火;要管理好各種火災(zāi)探測、消防設(shè)施設(shè)備,使其處于良好的工作狀態(tài),保證及時(shí)預(yù)報(bào)和撲滅火災(zāi)。
(5) 制訂火災(zāi)時(shí)的應(yīng)急方案,并加強(qiáng)防火演練。地鐵管理部門要注意對緊急情況的預(yù)防,制訂多套緊急預(yù)案;加強(qiáng)員工和乘客的消防教育和訓(xùn)練,和消防部門一起組織防火演練,增強(qiáng)地鐵站務(wù)人員對突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力。
(6) 健全相關(guān)法規(guī)制度。出臺(tái)針對性的法規(guī), 從法律的角度來督促和保證公共交通的防火安全。
3 地鐵火災(zāi)的監(jiān)控與報(bào)警
3. 1 火災(zāi)傳感器的種類
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中,火災(zāi)探測器是最重要的組成部分。常見的火災(zāi)傳感器可分為感煙式火災(zāi)探測器、感溫式火災(zāi)探測器、火焰探測器和氣體傳感器, 以及復(fù)合型探測器等。不同類型的傳感器對不同的火災(zāi)參量進(jìn)行響應(yīng),并將信號(hào)送到火災(zāi)報(bào)警控制器。
3. 2 火災(zāi)監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備類型
根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境條件,地鐵火災(zāi)監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備可分為以下3 種類型。
3. 2. 1 現(xiàn)場級(jí)火災(zāi)監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備
(1) 火災(zāi)傳感器,用于對站內(nèi)設(shè)備用房、站廳、站臺(tái)旅客公共區(qū)等進(jìn)行火災(zāi)自動(dòng)探測。
(2) 手動(dòng)報(bào)警器,安置在站內(nèi)旅客公共區(qū)、設(shè)備用房區(qū)域及列車上,以便及時(shí)通報(bào)火災(zāi)。
(3) 感溫電纜,用于對站臺(tái)層變電所下的電纜夾層實(shí)施火災(zāi)自動(dòng)探測報(bào)警。
(4) 緊急電話插孔,配置在站內(nèi)旅客公共區(qū)、設(shè)備用房區(qū)域、區(qū)間隧道以及站內(nèi)軌道外側(cè)設(shè)置的消火栓箱上。
3. 2. 2 車站調(diào)度室級(jí)火災(zāi)監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備
(1) 報(bào)警控制器,能夠隨時(shí)監(jiān)控接受各探測點(diǎn)的報(bào)警信號(hào),發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),并能自動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行對有關(guān)消防設(shè)施的聯(lián)動(dòng)控制。
(2) 模擬圖形顯示終端,能按照車站建筑平面分級(jí)、分區(qū)顯示本站系統(tǒng)的詳細(xì)信息,包括火災(zāi)報(bào)警部位、設(shè)備安裝位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警信號(hào)、有關(guān)消防設(shè)施動(dòng)作返回信號(hào)等,并能夠?qū)崟r(shí)打印輸出有關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告。
(3) 視頻傳輸系統(tǒng),在車站站臺(tái)、站廳等公共場所安裝全方位的監(jiān)視器,實(shí)時(shí)收集站內(nèi)的視頻信息, 并反映到值班室的閉路電視監(jiān)控器上,由值班人員進(jìn)行監(jiān)控和處理。
3. 2. 3 中央控制室級(jí)火災(zāi)監(jiān)控與報(bào)警設(shè)備模擬圖形顯示終端等,功能同車站級(jí)模擬圖形顯示終端。
3. 3 監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)的組成
地鐵防災(zāi)監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)按兩級(jí)監(jiān)控方式設(shè)置。第一級(jí)為中央控制室級(jí),對全線報(bào)警系統(tǒng)實(shí)行集中監(jiān)控管理,隨時(shí)掌握全線動(dòng)態(tài)情況;第二級(jí)為車站調(diào)度室級(jí),分別設(shè)置于地鐵各車站,是獨(dú)立的報(bào)警子系統(tǒng),在其所管轄的范圍內(nèi)對火災(zāi)狀況進(jìn)行監(jiān)控、報(bào)警,并能夠?qū)嵤┯嘘P(guān)的消防聯(lián)動(dòng)控制操作。上述監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)都與現(xiàn)場設(shè)備聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò)回路,保證各探測點(diǎn)發(fā)送的報(bào)警信號(hào)能及時(shí)、正確、通暢地到達(dá)各級(jí)監(jiān)控中心。
4 地鐵火災(zāi)救援
一旦地鐵發(fā)生了火災(zāi),首要的問題就是保證人員的安全撤離。在人員救援方面應(yīng)從以下幾個(gè)方面予以考慮。
4. 1 突發(fā)火災(zāi)的應(yīng)急人員疏散
針對發(fā)生在不同位置和不同情況下的地鐵火災(zāi),應(yīng)制訂不同的人員疏散預(yù)案。 4. 1. 1 列車在行駛中著火
地鐵發(fā)生火災(zāi)最難控制和最易造成人員傷亡的是列車在行駛中著火。尤其要重視對該種情況的應(yīng)急處理。列車在行駛中著火可分為兩種情況。
(1) 火災(zāi)發(fā)生在站臺(tái)附近。一般列車此時(shí)處于剛離站或者即將到站的狀態(tài)。一旦發(fā)生火災(zāi),司機(jī)要及時(shí)用無線電向車站通報(bào)火情,車站工作人員趕到站臺(tái)做好組織疏散和救援工作的準(zhǔn)備。此時(shí)若火情不是很嚴(yán)重,司機(jī)將車開至就近的站臺(tái),打開車門,和車站工作人員一起組織乘客進(jìn)行疏散。若列車火勢較大,司機(jī)應(yīng)立即斷開外部電源,啟用備用電源,維持車廂的照明。同時(shí),車站救援人員應(yīng)立即開拖車將列車拖至站臺(tái),然后迅速開門疏散乘客。
(2) 火災(zāi)發(fā)生在隧道中央處。此時(shí)列車離兩端站臺(tái)的距離都較遠(yuǎn),來不及將列車開往站臺(tái)。司機(jī)除用無線電與車站取得聯(lián)系外,還應(yīng)立即切斷外部高壓電源,啟動(dòng)緊急備用電源。車站調(diào)度室根據(jù)列車所處的位置和火情,開啟通風(fēng)系統(tǒng)緊急模式,使煙霧遠(yuǎn)離乘客。司機(jī)打開列車疏散門,引導(dǎo)乘客逆風(fēng)沿隧道中央進(jìn)行疏散,快速撤離現(xiàn)場。
4. 1. 2 車站發(fā)生火災(zāi)
車站發(fā)生火災(zāi)時(shí),車站工作人員通過廣播系統(tǒng)對站臺(tái)上滯留的乘客進(jìn)行疏散,同時(shí)啟動(dòng)車站緊急事故模式的通風(fēng)排煙模式,為人員逃生創(chuàng)造條件。相鄰的車站要對在該段區(qū)間隧道中行駛的列車下達(dá)停車或者返回的指令,以減少人員的傷亡。
4. 2 救援隊(duì)伍的組織
救援人員從結(jié)構(gòu)上可分為司機(jī)、車站工作人員、專門救援人員3 個(gè)層次。前兩個(gè)層次的救援人員所面臨的火情嚴(yán)重程度相對輕一些,所以加強(qiáng)對這兩個(gè)層次救援人員的應(yīng)急培訓(xùn),將對火情的控制和人員的疏散起到很大作用。不能單純等待和依靠第三層次的專業(yè)力量來進(jìn)行人員救援和火災(zāi)撲滅工作。
5 地鐵的滅火系統(tǒng)
5. 1 滅火系統(tǒng)的分類與特點(diǎn)
滅火系統(tǒng)根據(jù)使用滅火劑的種類和滅火方式可分為以下幾種: ① 消火栓滅火系統(tǒng)。水具有使用方便、來源廣泛、滅火效果好、價(jià)格便宜、適用范圍廣等特點(diǎn),所以消火栓滅火系統(tǒng)目前是建筑物中最基本的滅火設(shè)施。② 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。具有火災(zāi)初期自動(dòng)噴水滅火、用水量少、滅火成功率高、損失小、無人員傷亡、反應(yīng)靈敏、滅火迅速等優(yōu)點(diǎn),但成本高。 ③ 氣體滅火系統(tǒng)。與自動(dòng)噴水系統(tǒng)相比,具有事后處理工作量小、控制油氣火勢蔓延效果好等優(yōu)點(diǎn),但成本較高,還可能造成大氣污染和對人體造成危害。 ④ 泡沫滅火系統(tǒng)。具有水流損失小,滅火效率高, 泡沫容易清除等特點(diǎn)。⑤ 干粉滅火系統(tǒng)。具有滅火歷時(shí)短、效率高、絕緣好、滅火后損失小、不怕凍、不用水、可長期儲(chǔ)存等特點(diǎn)。⑥ 滅火器。輕便靈活,使用廣泛,對撲滅初期火災(zāi)具有顯著效果。
5. 2 滅火系統(tǒng)的選擇
應(yīng)根據(jù)地鐵不同部位的環(huán)境條件、器材安裝、設(shè)備特點(diǎn)等要求,選擇相應(yīng)的滅火系統(tǒng)和器材。在車站的公共區(qū),應(yīng)以消火栓系統(tǒng)為主,將整個(gè)車站覆蓋在消火栓的保護(hù)范圍下;在車站的設(shè)備用房,由于儀器眾多,設(shè)備復(fù)雜,在此類相對封閉的區(qū)域應(yīng)以氣體滅火系統(tǒng)為主;自動(dòng)噴水系統(tǒng)在公共區(qū)的作用不是很顯著,甚至?xí)斐傻鼗绊懭巳菏枭⒌乃俣?在車站的公共區(qū)可不設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng);在區(qū)間隧道中要沿線布設(shè)消火栓滅火系統(tǒng),條件允許時(shí)還可在區(qū)間隧道中加裝移動(dòng)式滅火系統(tǒng)。移動(dòng)式滅火系統(tǒng)宜采用泡沫滅火劑。無論是在車站、區(qū)間隧道、地鐵列車上,都要配備一定數(shù)量的滅火器。
5. 3 災(zāi)后處理的一般性辦法
地鐵火災(zāi)以后,首要是進(jìn)行轉(zhuǎn)移傷員到醫(yī)院或者就地治療、對現(xiàn)場進(jìn)行清理、清點(diǎn)損失等善后工作。之后要著手災(zāi)后重建和恢復(fù)通車,如組織專家和有關(guān)人員對車站、區(qū)間隧道、地鐵列車等的受損情況進(jìn)行詳細(xì)的清查和評估,對受損區(qū)段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)和重建,消除火災(zāi)留下的安全隱患等工作,盡早恢復(fù)使用和通車。同時(shí)應(yīng)立即調(diào)查火災(zāi)的起因,追究有關(guān)人員的責(zé)任,并提出應(yīng)吸取的教訓(xùn)和改進(jìn)的措施,以對今后的地鐵設(shè)計(jì)和火災(zāi)預(yù)防提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。
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