CN103796719A - 隧道中的消防装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种为隧道设计的消防装置，该消防装置包括至少一个主灭火流体管路4、至少两个与主灭火流体管路4相连的区段管路2，其中区段管路2和隧道的纵向区段A、B、C、D相对应并且分别对应于分割纵向区段A、B、C、D的至少两个横向区段a、b、c、d中的一个，该消防装置还包括使横向区段a、b、c、d和确定位置的火灾相对应的火灾定位装置16，以及和火灾定位装置16相连的控制装置6，其中控制装置6根据火灾的定位限定并选取和主灭火流体管路4相连的区段管路2。

Description

隧道中的消防装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于在隧道中灭火的消防装置及方法，其中灭火流体通过主灭火流体管路流入区段管路并通过灭火喷嘴喷出。

背景技术

隧道中的消防是相当重要的，因为对于隧道中的人来说在发生火灾之后立即就有严重的生命危险。特别是由于有时运输易燃材料的重型货物运输和道路交通固有的事故风险使得隧道中的火灾风险特别高。

应用于隧道消防的消防装置必须这样确定尺寸，即，在火灾情况下有足够的灭火流体流到火源地，从而至少压制住火灾。灭火流体通过主灭火流体管路分流到区段管路。区段管路一般通过阀门和主灭火流体管路相连并且阀门可以受事件控制地打开或关闭。因此可以打开对应于有火灾的区段管路的阀门。主灭火流体管路必须这样确定尺寸，即，相对于灭火流体具有足够小的流体阻力，以使得连在区段管路上的喷嘴获得足够的流体。根据在火灾情况下和主灭火流体管路相连的区段管路的数量，确定通过主灭火流体管路的灭火流体的流量并且适当地确定主灭火流体管路的尺寸。因此，随着同时激活的区段管路的数量不断增加，主灭火流体管路的尺寸也不断变大。这样导致了特别是主灭火流体管路费用的增加。因为主灭火流体管路通常经过较长的距离和流体供应装置、特别是和流体泵相连，所以主灭火流体管路的尺寸对于消防装置的费用标准起决定性作用。

发明内容

因此，本发明目的在于，提供一种消防装置，该消防装置在实现有效的消防的同时具有低的、用于主灭火流体管路的费用。

根据本发明，通过根据权利要求1所述的消防装置以及根据权利要求10所述的方法来实现该目的。

可知，隧道可以划分成多个纵向区段。在每个纵向区段中可以设置区段管路，该区段管路保护各个纵向区段。此外，纵向区段可以分割成横向区段。横向区段可以将隧道的纵向区段在其宽度上分割成单独的区段。这意味着，每个纵向区段设置了多个区段管路，各个区段管路分别对应于一个横向区段。一个横向区段对应于将隧道的宽度分割开的一个区段。隧道的总宽度基本上涵盖在一个纵向区段的横向区段总数内。

可知，一个火灾对应于一个横向区段，在该横向区段中具有火灾。借助于火灾定位装置可以确定，火灾基本发生在哪个横向区段中。通过在纵向区段划分开的横向区段内足够精确的定位火灾，实现了借助于控制装置限定并选取和主灭火流体管路相连的区段管路。

可知，在确定了火灾位置的情况下不需要始终将纵向区段的所有区段管路和主灭火流体管路相连。另外可知，在足够精确的火灾定位情况下只需要使这样的区段管路和主灭火流体管路相连，这些区段管路靠近火灾。这导致了需供应流体的区段管路和流体喷嘴的数量相对于常规的装置得以减少，因为根据本发明不是所有的区段管路和主灭火流体管路相连，而只是选择性地连接。因此，主灭火流体管路的尺寸能够比常规消防装置中的尺寸小。只需要这样确定主灭火流体管路的尺寸，即，限定并选取区段管路对其供应充足的灭火流体。这明显节省了消防装置的费用，同时可获得同样好的或者甚至更好的消防效果。

如前述已提及，火灾通过从灭火流体喷嘴引出的灭火流体得到压制。该灭火流体优选为水或含有表面活性剂的水。为了引出灭火流体，在区段管路中安置灭火流体喷嘴。该喷嘴优选沿区段管路的纵向分布在纵向区段上。优选每个区段管路设置至少三个流体喷嘴。也可以每个区段管路设置四个流体喷嘴。特别是可以使这些流体喷嘴彼此以三至六米的间距沿纵向安置在区段管路中。

从主灭火流体管路形成通到区段管路的输送管路。区段管路基本上平行于隧道的纵向进行延伸。在纵向区段内的区段管路优选相互平行地安置，以使得多个相互平行延伸的区段管路将纵向区段分割成横向区段。

根据一个有利的实施例具有这样的设计，即，横向区段对应于隧道中的车道。因此，对于三车道的隧道可以设置三个横向区段，其中每个车道对应于一个横向区段。对于铁路隧道同样可以通过多个轨道形成多个车道，这些轨道由横向区段相应地划分开。但是隧道优选为公路隧道。因此，区段管路对应于隧道内的车道。区段管路优选安置在横向区段的中间，特别是安置在车道的中间。这导致了，区段管路均匀地分布在隧道的宽度上并由此实现隧道面积的最佳覆盖。

在隧道中通常在一些区段中设置有停车场、紧急停车位或紧急出口。处于火灾中的汽车，通常优选停在这些紧急停车位或停车场中。因此，在隧道内的这些区域确实特别有发生火灾的危险并且需要特别注意对火灾的防护。横向区段优选对应于隧道中的这种停车场、紧急停车位或紧急出口。因此，借助于和该横向区段对应的区段管路可以可靠地压制火灾。然而，另一方面，额外的区段导致需要对纵向区段内的至少一个其它区段管路供应灭火流体。在常规的三车道的隧道中，停车场导致需要保护第四个车道。这产生了另一个横向区段并因此产生了另一个区段管路。可以优选这样设计主灭火流体管路，使其对一个纵向区段内的总共三个区段管路供应灭火流体。此外，可以这样设计主灭火流体管路，即，对两个纵向区段同时供应灭火流体。因此，将主灭火流体管路设计成用于最多三个或者最多六个区段管路。如果还要额外保护停车场，则添加至少一个另外的区段管路，这样可以使主灭火流体管路的尺寸较小。然而，这在本发明中得到了避免，即，通过火灾的定位不需要使纵向区段内的所有区段管路和主灭火流体管路相连，而是只需要限定并选取可用的区段管路。在停车场发生火灾的情况下，将火灾定位在那里并且至少使对应于停车场横向区段的区段管路与主灭火流体管路相连。

在每个纵向区段中优选设置三个或四个区段管路，这些区段管路将该纵向区段分割成三个或四个横向区段。可以根据隧道内的车道数量或者也可以根据隧道的宽度将纵向区段分割成多个横向区段。可以使一个横向区段优选具有两米至四米的宽度。然后，根据隧道的总宽度可以设置三个或四个横向区段。

根据一个有利的实施例具有这样的设计，即，对区段管路的限定及选取涉及三个或更少的区段管路。在四车道的隧道中，这可以意味着，火灾情况下在每个纵向区段中只有三个区段管路和主灭火流体管路相连。

应该优选对这样的区段管路供应灭火流体，这些区段管路位于所定位的火灾附近。因此使得限定并选取这样的区段管路，火灾位于该区段管路对应的横向区段中。除了该区段管路还可以使至少一个另外的区段管路和主灭火流体管路相连，这个区段管路对应的横向区段紧邻具有火灾的横向区段。如果例如在中间的车道探测到火灾，则可以使中间的横向区段和在其左侧和右侧的横向区段或者对应于这些横向区段的区段管路与主灭火流体管路相连。如果火灾位于停车场中，那么可以优选使对应于停车场的区段管路和主灭火流体管路相连以及使对应于紧邻停车场、例如右侧车道和中间车道的横向区段的区段管路和主灭火流体管路相连。因此，可以使直接紧邻火灾的横向区段的区段管路以及邻近该横向区段的横向区段的区段管路和主灭火流体管路相连。

根据一个有利的实施例具有这样的设计，即，纵向区段的区段管路通过至少两个输送管路和主灭火流体管路相连。也就是说，两个分离的输送管路连于主灭火流体管路并且这两个输送管路和区段管路相连。因此，区段管路通过两个输送管路和主灭火流体管路相连。输送管路相对于主灭火流体管路通过阀门得到保护。为了防止灭火流体从一个输送管路通过区段管路流入另一个输送管路，作了这样的设计，即，在区段管路和输送管路之间设置了止回阀。在这种情况下，在打开第一个输送管路的阀门时灭火流体可以通过该输送管路流入区段管路中并且安置在区段管路和另一个输送管路之间的止回阀能够防止灭火流体进一步流入第二个输送管路中。

当纵向区段内的至少两个区段管路仅和一个输送管路相连，但是所有其它的区段管路和两个输送管路相连时，在输送管路和区段管路之间的止回阀的上述设置是特别有利的。在这种情况下能够省去在主灭火流体管路与区段管路之间的至少一个输送管路和一个阀门。

根据一个有利的实施例，输送管路分别通过阀门和主灭火流体管路相连。一个输送管路可以使一个或多个区段管路和主灭火流体管路相连。为了将灭火流体引入区段管路中，可以打开将主灭火流体管路和输送管路相隔离的阀门。可以根据火灾定位来进行阀门的打开，从而仅使得需要有效消防的区段管路通过输送管路和主灭火流体管路相连。

根据一个有利的实施例，具有这样的设计，即，分别对应于纵向区段的区段管路构成一个区段管路组。也就是说，与纵向区段的横向区段相对应的多个区段管路构成区段管路组。因此，在一个纵向区段中设置了一个区段管路组。在多个纵向区段中可以设置多个区段管路组。即，每个纵向区段可以设置一组区段管路。在确定了火灾位置的情况下可以优选激活至少两组区段管路，其中在每组区段管路中，只有经选择的区段管路与主灭火流体管路相连。

根据一个有利的实施例，具有这样的设计，即，使区段管路安置在平行于隧道纵向的、20m的长度上。30m或40m的长度也是可以的。

区段管路装有至少三个灭火流体喷嘴，这些喷嘴优选等距地分布在区段管路的总长度上。

灭火流体喷嘴优选为灭火喷雾器喷嘴或洒水喷头。灭火喷雾器喷嘴具有这样的优势，即，这种喷嘴使灭火流体形成精细的雾状并因此实现良好的灭火，其中通过精细的水雾很好地冷却火源。优选在高压情况下形成灭火雾，这种高压特别是高于2.5bar、5bar或者甚至高于10bar。

为了能够在停车场、紧急停车位或紧急出口内有效地压制火灾，作了这种设计，即，在这些位置中在纵向上连续设置两个区段管路。其中的每个区段管路可以对应于单独的区段管路组。也可以使这两个区段管路对应于或者构成一个共同的区段管路组。

根据一个有利的实施例，具有这种设计，即，纵向区段的区段管路分别通过至少两个输送管路和主灭火流体管路相连。在这种情况下，区段管路分别和输送管路一起连到主灭火流体管路并且可以通过两个输送管路得到灭火流体的供应。为了防止在输送管路之间的区段管路上的液压短路，如前所述，在输送管路和区段管路之间设置了止回阀。此外，如果安置在纵向区段的相对立端上的区段管路仅通过一个输送管路和主灭火流体管路相连，可以通过打开输送管路的阀门使限定数量或选择的区段管路和主灭火流体管路相连。依据在输送管路和主灭火流体管路之间分别打开的阀门对同组的区段管路以及分别在隧道宽度一端的区段管路供应灭火流体。

另一方面是根据权利要求17所述的方法。首先必须充分可靠地对火灾进行定位。对此火灾可以优选对应于横向区段，其中横向区段将隧道的纵向区段在其宽度上进行分割。然后，根据火灾的定位可以限制性的选择分别对应于横向区段的区段管路和主灭火流体管路相连。对此可以打开或关闭相应的、使区段管路和主灭火流体管路隔离的阀门。

根据一个有利的实施例作了这样的设计，即，使区段管路和主灭火流体管路相连，该区段管路对应于其中定位了火灾的横向区段。此外，可以额外使这些区段管路和主灭火流体管路相连，该区段管路紧邻其中定位了火灾的横向区段。

根据一个有利的实施例作了这样的设计，即，在确定了火灾位置的情况下使基于总数为N（N：自然数）、N-1或N-2的区段管路和主灭火流体管路相连。

以上所述的方法也可以作为电脑程序或者作为保存在存储介质上的电脑程序而实现。其中通过电脑程序对控制装置以及火灾定位装置中的所述工作步骤进行相应的编程。

本发明方法和装置的特征能够相互自由地组合。特别是说明书和/或从属权利要求的特征，也就是全部或部分避开独立权利要求的特征，可以各自独立地具有创造性或者可以相互自由地组合。

附图说明

接下来根据示出实施例的附图进一步阐述本发明的主体。

在附图中示出了：

图1隧道中的消防装置的示意性结构；

图2在第一横向区段发生火灾的情况下经激活的、根据图1的消防装置；

图3在紧急停车位中发生火灾的情况下经激活的、根据图1的消防装置；

图4在另一个横向区段中发生火灾的情况下经激活的、根据图1的消防装置。

具体实施方式

图1示意性地示出了一个具有三个车道1、3、5和一个紧急停车位7的隧道。该隧道沿其纵向分割成四个纵向区段A、B、C和D。每个纵向区段A、B、C、D划分成横向区段a、b、c、d。可以看出，纵向区段A划分成了横向区段a、b、c。横向区段a、b、c将隧道分割成相同宽度的区段。纵向区段B、C具有另一个横向区段d，该横向区段对应于紧急停车位7。横向区段a、b、c对应于车道1、3、5。

此外可以看出，在每个横向区段a、b、c、d中设置了区段管路2。以下是这样标注区段管路2的，即，例如区段管路2_Aa对应于纵向区段A和横向区段a以及例如区段管路2_Bd对应于纵向区段B和横向区段d。

区段管路2通过阀门5和主灭火流体管路4相连。通过阀门5和输送管路14进行主灭火流体管路4和区段管路2之间的连接。

阀门5_A1和5_A2将区段管路2_Aa、2_Ab、2_Ac经输送管路14_A1、14_A2和主灭火流体管路4相连。

以下对于纵向区段B、C、D的阀门以及输送管路的标记也使用相应的下标。

主灭火流体管路4和灭火流体供应装置8相连，该供应装置例如为泵并且可以在压力下对区段管路2输送灭火流体。

此外在该隧道中安置了火灾定位装置16。该定位装置例如可以是摄像头或者烟气探测器。火灾定位装置16和控制装置6相连。根据在横向区段2中的火灾定位，控制装置6可以这样地控制阀门5，即，将该阀门打开或关闭。

为了减少阀门5的数量，具有这样的设计，即，使区段管路2部分重叠地连于两个输送管路14以及为了避免液压的短路而设置止回阀12。

例如在纵向区段A中，区段管路2_Ab既和输送管路14_A1相连也和输送管路14_A2相连。如果打开了阀门5_A1或5_A2中的一个，则关闭与相对立的输送管路14对应的止回阀12，从而防止液压的短路。通过这种设置，可以借助于两个阀门5分别对三个区段管路2进行选择对其输送灭火流体。可以看出，在横向区段b中，区段管路2_Ab通过两个输送管路14_A1和14_A2与主灭火流体管路4相连，然而安置在相对端上的区段管路2_Aa和2_Ac分别仅与一个输送管路14_A1或14_A2相连。

在紧急停车位7的区域内例如可以使独有的输送管路14_Bc通过阀门5_Bc和主灭火流体管路4相连并且对区段管路2_Bd和2_Cd供应灭火流体。此外，区段管路2_Bd和2_Cd可以通过区段管路14_B2和14_C1供应灭火流体。

也可以例如在纵向区段D中所示，对每个区段管路2设置一个独有的输送管路14。

输送管路14只是举例地示出，其优势仅在于，在确定了火灾位置的情况下仅在纵向区段A、B、C、D内选择区段管路2和主灭火流体管路4相连。

这接下来在图2中举例地示出。

在图2中，例如通过火灾定位装置16A监测到在横向区段Ac中的火灾。控制装置6接收到火灾定位装置16A的相应定位信号。然后，在控制装置6中将控制信号发送到阀门5_A2上。将阀门5_A2打开，以使得灭火流体通过主灭火流体管路4流入输送管路14_A2中。输送管路14_A2与区段管路2_Ab和2_Ac相连，从而灭火流体从安置在那里的灭火喷雾器喷嘴10中喷出。通过输送管路14_A1的止回阀12防止了灭火流体从输送管路14_A2经区段管路2_Ab流入输送管路14_A1。可以看出，只对一个选择、即两个区段管路2_Ab、2_Ac供应灭火流体，因为只打开了阀门5_A2。在横向区段Ac中的火灾得到了有效的压制。通过对横向区段Ab也输出灭火流体，防止了火灾蔓延到其它的横向区段中。

在图3中举例地示出了，火灾定位在横向区段Bd中。在这种火灾情况下按以下所述进行工作：

火灾定位装置16B在横向区段Bd中监测到火灾。通过控制管路将相应的定位信号发送到控制装置6上。控制装置6确认，横向区段Bd位于紧急停车位7内。因而，首先将控制信号发送到阀门5_Bc上，该阀门使主灭火流体管路4和输送管路14_BC相连。然后，灭火流体通过输送管路14_BC流入区段管路2_Bd和2_Cd。灭火流体从这两个区段管路2_Bd、2_Cd的灭火喷嘴10中喷出。

另外，控制装置6可以将控制信号发送到阀门5_B2上，从而打开阀门5_B2。然后，灭火流体额外地通过主灭火流体管路4流入区段管路2_Bb和2_Bc，从而灭火流体也通过安置在那里的灭火喷嘴10喷出。

图4示出了另一个实施例，在该实施例中火灾例如定位在横向区段Cc中。在这种火灾情况下按以下所述进行工作：

火灾定位装置16C在纵向区段C中的车道5上探测到火灾并且将相应的火灾探测信号发送到控制装置6上。接着，控制装置6将控制信号发送到阀门5_C1上，然后打开该阀门。灭火流体通过输送管路14_C1流入区段管路2_Cb、区段管路2_Cc以及区段管路2_Cd。安置在输送管路14_BC上的止回阀12防止了灭火流体流入输送管路14_BC以及流入区段管路2_Bd。输送管路14_C2上的止回阀12防止了灭火流体通过输送管路14_C2流向区段管路2_Ca。在这种情况下，灭火流体通过区段管路2_Cb、2_Cc和2_Cd中的喷嘴喷出。这里也可以看出，没有灭火流体从区段管路2_Ca的灭火喷嘴中喷出，因此这里也只对有限数量的、对应于横向区段A、B、C、D的区段管路2输送灭火流体。

借助于根据本发明的装置，当整个纵向区段供有灭火流体时，可以使主灭火流体管路4的尺寸比其所需的小。因此，在同样良好的消防效果下降低了装置成本。

需要注意的是，图中所示的主灭火流体管路4以及阀门5位于隧道以外，这只是为了获得清晰度。特别是主灭火流体管路4以及阀门5可以安置在隧道内。区段管路2以及输送管路14的空间安置也只是举例地进行选择并且可以根据当地的情况进行调整。

Claims (19)

1.一种为隧道设计的消防装置，所述消防装置包括：

-至少一个主灭火流体管路；

-至少两个与主灭火流体管路相连的区段管路，其中区段管路和隧道的纵向区段相对应并且分别对应于分割纵向区段的至少两个横向区段中的一个；

-使横向区段和确定位置的火灾相对应的火灾定位装置，以及

-和火灾定位装置相连的控制装置，其中所述控制装置根据火灾的定位限定并选取和主灭火流体管路相连的区段管路。

2.根据权利要求1所述的消防装置，其特征在于，所述区段管路分别具有分布在纵向上的灭火流体喷嘴。

3.根据权利要求1或2所述的消防装置，其特征在于，所述区段管路在纵向上基本相互平行地延伸。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的消防装置，其特征在于，横向区段对应于隧道中的车道并且所述区段管路优选基本上安置在所对应横向区段的车道中间。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的消防装置，其特征在于，横向区段对应于隧道中的停车场、紧急停车位或紧急出口。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的消防装置，其特征在于，所述区段管路分别对应于分割纵向区段的至少三个或四个横向区段中的一个。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的消防装置，其特征在于，区段管路的限定及选取涉及三个或更少的区段管路。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的消防装置，其特征在于，区段管路的限定及选取涉及其中定位有火灾的各个横向区段的区段管路，并且还至少涉及与其中定位有火灾的横向区段直接紧邻的横向区段的区段管路。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的消防装置，其特征在于，所述纵向区段的区段管路通过至少两个输送管路和主灭火流体管路相连并且至少其中一个区段管路与两个输送管路分别通过止回阀相连。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的消防装置，其特征在于，所述输送管路分别通过止回阀与主灭火流体管路相连并且所述控制装置根据火灾定位连接阀门。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的消防装置，其特征在于，分别对应于一个纵向区段的多个区段管路构成一个区段管路组并且多个区段管路组对应于多个纵向区段。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的消防装置，其特征在于，一个区段管路具有平行于纵向的、至少20米的长度。

13.根据权利要求1至12中任意一项所述的消防装置，其特征在于，在一个区段管路中安置了至少三个灭火流体喷嘴。

14.根据权利要求1至13中任意一项所述的消防装置，其特征在于，灭火流体喷嘴是灭火喷雾器喷嘴或洒水喷头。

15.根据权利要求1至14中任意一项所述的消防装置，其特征在于，至少两个在纵向上连续安置的区段管路对应于停车场、紧急停车位或紧急出口。

16.根据权利要求1至15中任意一项所述的消防装置，其特征在于，所述纵向区段的区段管路分别通过至少两个输送管路与主灭火流体管路相连并且安置在横向区段的相对端的区段管路分别仅通过一个输送管路与主灭火流体管路相连。

17.一种用来操作隧道中的消防装置的方法，所述方法包括：

-将火灾定位在分割隧道的纵向区段的至少两个横向区段之一中，

-根据定位的火灾限定并选取分别对应于横向区段的、与主灭火流体管路相连的区段管路。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，至少这种区段管路与主灭火流体管路相连，所述区段管路对应于其中定位有火灾的横向区段以及对应于直接紧邻其中定位有火灾的横向区段的横向区段。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，在确定了火灾位置的情况下将总数为N的区段管路中的N-1个和主灭火流体管路相连。

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