隧道建筑防火设计要求?

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　　问题：

　　隧道建筑防火设计要求?

　　答疑：

　　针对公路隧道火灾特点，设计人员对隧道工程采取主动防火和被动防火两种措施。主动防火设计从防止火灾发生和对火灾采取及时扑救的角度出发，包括了内部空间布局、照明系统、通风系统、消防设备布置、火灾发生前后的火灾探测、报警、灭火及疏散系统，以及隧道的运营管理和灾情发生时的应急方案等一系列设计;被动防火设计主要是通过采取提高衬砌混凝土材料的耐火性能、喷涂防火涂料、安装防火板材等防火保护措施来保证隧道结构安全，使灾后只需进行简单的修护而不影响隧道的正常使用。

　　一、建筑结构耐火

　　(一)构件燃烧性能要求

　　为了减少隧道内固定火灾荷载，隧道衬砌、附属构筑物、疏散通道的建筑材料及其内装修材料，除施工缝嵌封材料外均应采用不燃烧材料。通风系统的风管及其保温材料应采用不燃材料，柔性接头可采用难燃烧材料。隧道内的灯具、紧急电话箱(亭)应采用不燃烧材料制作的防火桥架。隧道内的电缆等应采用阻燃电缆或矿物绝缘电缆，其桥架应采用不燃烧材料制作的防火桥架。

　　(二)结构耐火极限要求

　　用于安全疏散、紧急避难和灭火救援的平行导洞、横向联络道、竖(斜)井、专用疏散避难通道、独立避难间等，其承重结构耐火极限不应低于隧道主体结构耐火极限要求。

　　隧道内附属构筑物(如风机房、变压器洞室、水泵房、柴油发动机房等)应采用耐火极限不低于2.00h的隔墙和耐火极限不低于1.50h的楼板、顶板与隧道分开;附属构筑物(用房)内部的建筑构件应满足现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的规定。

　　(三)结构防火隔热措施

　　隧道结构防火隔热措施包括喷涂防火涂料或者防火材料、在衬砌中添加聚丙烯纤维或者安装防火板等。隧道主体结构和附属构筑物等设计，要充分考虑隧道结构防火性能要求，采用相应的衬砌结构形式。当其结构不能满足规定的耐火极限要求时，应采取防火措施以达到耐火极限要求。

　　二、防火分隔

　　隧道为狭长建筑，其防火分区按照功能分区划分。隧道内应采用防火墙或耐火极限不低于3.00h的耐火构件将隧道附属构筑物(用房)，如辅助坑道以及专用避难疏散通道、独立避难间等与隧道分隔开，形成相互独立的防火分区。

　　(一)防火分隔构件

　　隧道内的水平防火分区应采用防火墙进行分隔，用于人员安全疏散的附属构筑物与隧道连通处宜设置前室或过渡通道，其开口部位应采用甲级平开防火门，用于车辆疏散的辅助通道、横向联络道与隧道连接处应采用耐火极限不低于3.00h的防火卷帘进行分隔。

　　(二)管沟分隔

　　隧道内的通风、排烟、电缆、排水等管道、管沟等需要采取防火分隔措施进行分隔。通风、排烟管道穿越防火分区时，应在防火构件的两侧设置防火阀、排烟防火阀。

　　隧道行车道旁的电缆沟，其侧沿应采用不渗透液体的结构，电缆沟顶部应高于路面，且不应小于200mm。当电缆沟跨越防火分区时，应在穿越处采用耐火极限不低于1.00h的不燃烧材料进行防火封堵。

　　(三)附属构筑物(用房)防火分隔

　　附属构筑物(用房)应靠近隧道出入口或疏散通道、疏散联络道等设置。构筑物(用房)之间应采用耐火极限不低于2.00h建筑构件分隔，其隔墙上应设置能自行关闭的甲级防火门。构筑物(用房)应设置相应的火灾报警和灭火设施。有人员职守的房间必须设置通风和防排烟系统。

　　为隧道供电的柴油发电机房，除满足上述要求外，还应设置储油间，其总储量不应超过1m3，储油间应采用防火墙和能自行关闭的甲级防火门与发电机房和其他部位分隔开，储油间的电气设施必须采用相应的防爆型电器。

　　三、隧道的安全疏散设施

　　隧道安全疏散通常是利用隧道内设置的辅助坑道或者专门设置的疏散避难通道，空隧道内车辆、人员在火灾及其他紧急情况下进行安全疏散、紧急避难。

　　(一)安全出口和疏散通道

　　1.安全出口

　　即在两车道孔之间的隔墙上开设直接的安全门，作为两孔互为备用的疏散口，人员疏散和救援可由同平面通行，方便快捷。

　　2.安全通道

　　根据隧道形式不同，可分为四类：一是利用横洞作为疏散联络道，两座隧道互为安全疏散通道;二是利用平行导坑作为疏散通道;三是利用竖井、斜井等设置人员疏散通道;四是利用多种辅助坑道组合设置人员疏散通道。

　　(1)矩形双孔(或多孔)加管廊的隧道。在两孔车道之间的中间管廊内设置安全通道，并沿纵向每隔80～125m向安全通道内开设一对安全门(见图4-4-4)。安全通道两端应与隧道洞口或通向地面的疏散楼梯相连，火灾时，人员从一孔隧道进入安全门，穿越安全通道至另一孔隧道。

　　图4-4-4安全通道、直接安全口设置示意图

　　(2)圆形隧道。在圆形隧道的两孔隧道之间设置连接通道，并在通道的两端设置防火门。当一条隧道发生火灾时，人员可通过横通道疏散至另一条隧道进行疏散。连接通道的间距一般宜为400m～800m，当设有其他相应的安全疏散措施时，间距可适当放大。圆形隧道的安全通道常设置在车道板下，通过安全口和爬梯、滑梯进出。人员可从安全口，经安全通道进行长距离疏散。

　　设有安全通道情况下，其安全口的设置间距一般可取80m～125m。(见图4-4-5)。

　　图4-4-5圆隧道安全通道、安全口设置示意图

　　(二)疏散楼梯

　　双层隧道上下层车道之间有条件的情况下，可以设置疏散楼梯，火灾时通过疏散楼梯至另一层隧道，间距一般取100m左右。

　　(三)避难室

　　为减少因救援人员不能及时到位地区的人员伤亡，长大隧道需设置避难室。避难室与隧道车道形成独立的防火分区，并通过设置气闸等措施，阻止火灾及烟雾进入。避难室大小和间距根据交通流量和疏散人员数量确定。

　　四、隧道的消防设施配置

　　隧道的消防设施主要有：消火栓系统、自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、防排烟系统、通信系统、灭火器、应急照明和疏散指示标志等。

　　(一)灭火设施

　　根据隧道类别不同，其配置的灭火设施也不尽相同。级别越高，配置的灭火设施越齐全。

　　1.常用灭火设施布置

　　(1)消火栓系统。隧道内应设置独立的消防给水系统，隧道内的消火栓用水量不应小于20L/s，洞口的消火栓用水量不应小于30L/s，消火栓给水管网应布置成环状;严寒地区隧道洞口处消火栓给水干管宜设置保温设施。如有危险品运输车辆通行的隧道，宜设置泡沫消火栓系统。

　　(2)自动喷水灭火系统。对于危险级别较高的隧道，为保护隧道的主体结构，有些还采用自动喷水灭火系统，其类型一般为水喷雾灭火系统或泡沫水喷雾联用灭火系统，以达到更好的灭火及保护效果。水雾喷头宜采用侧式安装的隧道专用远近射程水雾喷头。

　　(3)灭火器。隧道内灭火器设置按中危险级考虑。隧道内应选择水型灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、泡沫灭火器等。

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　　(二)报警设施

　　除隧道内需设置火灾报警设施外，其配套设备用房如：变压器室、配电室、机房等也应配有警铃、手报、广播、探测器等相应的报警和警报设施。

　　1.一般规定

　　隧道入口处100m～150m处，应设置报警信号装置。一、二类通行机动车辆的隧道应设置火灾自动报警系统，无人值守的变压器室、高低压配电室、照明配电室、弱电机房等主要设备用房，宜设置早期火灾探测报警系统。其他用房内可采用智能烟感探测器对火灾进行检测、报警。隧道封闭长度超过1000m时，应设置消防控制中心。

　　2.系统设置

　　(1)火灾报警控制器数量设置。隧道长度L小于1500m时，可设置一台火灾报警控制器;长度L大于等于1500m的隧道，可设置一台主火灾报警控制器和多台分火灾报警控制器，其间宜采用光纤通信连接。

　　(2)火灾探测器选择和设置。国内交通隧道中主要采用双波长火灾探测器和光纤分布式温度监测(差温)系统，一般≤45m范围内设一只，安装在隧道的侧壁或顶部;光纤分布式温度监测(差温)系统以长线形(二车道)和环形(三车道)方式在探测区域从头至尾敷设，安装在隧道的顶部。车行隧道内一般每隔50m设置手动报警按钮。

　　(三)防排烟系统

　　隧道工程的防排烟范围包括行车道、专用疏散通道及设备管理用房等。采用的排烟模式通常可分为纵向、横向(半横向)及重点模式，以及由基本模式派生的各种组合模式。

　　1.一般规定

　　当隧道长度短、交通量低时，火灾发生概率较低，人员疏散比较容易，可以采用洞口自然排烟方式。长度较长、交通量较大的隧道应设置机械排烟系统。

　　2.排烟模式

　　排烟模式应根据隧道种类、火灾疏散方式，并结合隧道正常工况的通风模式确定，将烟气控制在最小范围之内，以保证乘客疏散路径满足逃生环境要求，并为消防灭火创造条件。

　　(1)纵向排烟。火灾时，隧道内烟气沿隧道纵向流动的排烟模式为纵向排烟模式，这是一种常用的烟气控制方式，可通过悬挂在隧道内的射流风机或其他射流装置、风井送排风设施等及其组合方式实现，参见图4-4-6。

　　图4-4-6 纵向排烟示意图

　　该排烟方式较适用于单向行驶、交通量不高的隧道。纵向通风排烟时，气流方向与车行方向一致。以火源点为分界，火源点下游为烟区，上游为清洁区，司乘人员向气流上游疏散。

　　由于高温烟气沿坡度向上扩散速度很快，当坡道上发生火灾、采用纵向通风控制烟流、通风气流逆坡向时，必须使纵向气流的流速高于临界风速。

　　(2)横向(半横向)排烟。横向(半横向)也是一种常用的烟气控制方式。排烟和平时隧道通风系统兼用，横向方式通常是设置风道均匀排风、均匀补风，半横向方式通常是设置风道均匀排风、集中补风或不补风。火灾情况下，利用排风风道均匀排烟。参见图4-4-7。

　　横向(半横向)排烟方式适用于单管双向交通或交通量大、阻塞发生率较高的单向交通隧道。

　　图4-4-7 横向(半横向)排烟示意图

　　(3)重点排烟。重点排烟是将烟气直接从火源附近排走的一种方式，从两端峒口自然补风，隧道内可形成一定的纵向风速。该方式在隧道纵向设置专用排烟风道，并设置一定数量的排烟口。火灾时，火源附近的排烟口开启，将烟气快速有效地排离隧道。

　　重点排烟适用于双向交通的隧道或交通量较大、阻塞发生率较高的隧道。排烟口的大小、间距对烟气的控制有较明显的影响，参见图4-4-8。

　　图4-4-8 重点排烟示意图

　　(四)通信系统

　　通信系统主要包括：消防专用电话系统、广播系统、电视监视系统、消防无线通信系统等。

　　1.消防专用电话系统

　　防灾控制室应与消防部门设置直线电话。隧道内应设置消防紧急电话，一般每100m宜设置一台。

　　2.广播系统

　　火灾事故广播无需单独设置，可与隧道运营广播系统合用。火灾事故广播具有优先权。

　　3.电视监视系统

　　在防灾控制室内设置独立的火灾监视器，监视隧道内的灾情，其他电视监视设备与运营监视等共用。

　　4.消防无线通信系统

　　应将城市地面消防无线通信电波延伸至隧道内，当发生灾害时可通过无线通信系统进行指挥、协调。系统方案应根据当地消防无线通信系统的制式、频点进行设置。

　　(五)应急照明和疏散指示标志

　　1.一般规定

　　高速公路隧道应设置不间断照明供电系统。长度大于1000m的其他交通隧道应设置应急照明系统。应急照明应采用双电源双回路供电方式，并保证照明中断时间不超过0.3s。

　　2.设置方式

　　长度不大于1.3km及以下的隧道可采用低压供电;长度在1.3km～3km的隧道宜在出、入口处各设一座变、配电所，分别采用低压供电方式;长度大于3km的隧道宜根据隧道的长度、负荷分布情况在隧道中部合理设置应急照明变、配电装置。

　　一般应急照明和疏散指示标志宜在变电所采用集中式应急电源供电;长大隧道宜采用按区段集中式应急电源供电方式。

　　3.电缆选择和线路敷设

　　公路隧道应采用阻燃耐火型电缆;城市隧道应采用无卤低烟阻燃耐火型电缆;长、大隧道应急照明主干线宜采用矿物绝缘电缆。

　　穿管明敷时应采用阻燃耐火型电线，并在钢管外面刷防火涂料或采用其他防火措施。

　　穿管暗敷时应采用阻燃耐火型电线，并敷设在非燃烧结构内，其保护层厚度不小于30mm。

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