CN110374658B - 隧道活动式倾斜顶棚排烟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道活动式倾斜顶棚排烟系统及方法，包括沿隧道纵向延伸设置的排烟道板，该排烟道板朝向隧道内部导通开设有多个排烟口，排烟口布置在隧道一侧的排烟道板上，在排烟道板下方沿隧道纵向间隔布置有多个烟气导流板，该烟气导流板沿隧道横向的一端铰接于排烟口靠近隧道另一侧的底部、一端通过电控锁与隧道另一侧的排烟道板贴合布置，在电控锁下方的隧道壁上设有水平支撑台，在相邻烟气导流板之间的水平支撑台上安装有挡烟隔板，该挡烟隔板垂直于排烟道板布置并与排烟道板和隧道侧壁连接，在火源位置确定后，打开火源前后两侧相邻的电控锁和排烟口。本发明可提高排烟口的排烟效率。

Description

隧道活动式倾斜顶棚排烟系统及方法

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种隧道活动式倾斜顶棚排烟系统及方法。

背景技术

公路隧道属于一种特殊的狭长形构筑物。就结构特点而言，公路隧道的纵向尺寸远远大于其高度及宽度。公路隧道内部通风条件较差，如果在公路隧道内发生火灾，携带有毒气体的大量浓烟将会迅速在隧道中聚集，并沿隧道纵向方向蔓延，对隧道内受困人员的生命安全造成严重威胁。在公路隧道火灾中，有80％的人都是由于烟气原因窒息死亡，因此，对火灾烟气的有效控制是保障人员安全疏散的关键。

浮力效应是隧道火灾烟气的重要特点之一。当隧道内发生火灾时，烟气在热浮力效应作用下上升，触碰到隧道顶棚，随即受到隧道侧壁限制作用，继续沿隧道纵向方向蔓延。由于火源燃烧过程将不断产生烟气，在隧道顶棚附近形成一定厚度的热烟气层，对人员的安全疏散造成不利影响。隧道中发生火灾以后，采用重点排烟系统进行烟气控制是一种较为常见的方式。按传统方法布置的重点排烟系统在排烟过程中，随着排烟量的增大，排烟口流速增大，排烟口下方烟气层厚度会逐渐减小直至变为零，此时即称为烟气层吸穿现象。烟气层吸穿现象发生后，往往会使排烟系统对烟气控制的有效性降低，影响排烟口排烟效率。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供新的隧道活动式倾斜顶棚排烟系统及方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种可提高火灾烟气在排烟口附近的导流集聚能力、减缓烟气吸穿现象发生的隧道活动式倾斜顶棚排烟系统及方法。

本发明提供的这种隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，包括沿隧道纵向延伸设置的排烟道板，该排烟道板朝向隧道内部导通开设有多个排烟口，排烟口布置在隧道一侧的排烟道板上，在排烟道板下方沿隧道纵向间隔布置有多个烟气导流板，该烟气导流板沿隧道横向的一端铰接于排烟口靠近隧道另一侧的底部、一端通过电控锁与隧道另一侧的排烟道板贴合布置，在电控锁下方的隧道壁上设有水平支撑台，在相邻烟气导流板之间的水平支撑台上安装有挡烟隔板，该挡烟隔板垂直于排烟道板布置并与排烟道板和隧道侧壁连接，电控锁打开，烟气导流板在重力作用下翻转至与水平支撑台对接成倾斜状，烟气导流板、排烟道板、挡烟隔板和隧道侧壁合围形成连通隧道内部与排烟口的烟气集聚导流腔。

所述电控锁为磁力锁，包括锁主体和吸附铁板，吸附铁板安装在烟气导流板远离排烟口的侧面上，锁主体安装在排烟道板下表面与吸附铁板左右对应处，锁主体通电吸住吸附铁板，带动烟气导流板贴合排烟道板布置；锁主体断电，烟气导流板在重力作用下翻转至与水平支撑台对接成倾斜状。

所述电控锁为电插锁，包括锁体和锁片，在锁体上设有可伸缩的锁舌，在锁片上设有锁孔，锁片安装在烟气导流板远离排烟口的侧面上，锁孔轴线垂直该侧面布置，锁体安装在排烟道板下表面上且锁舌与锁孔左右对应布置，锁体通电，锁舌伸出插入锁孔，烟气导流板在锁舌的限位作用下贴合排烟道板布置；锁体断电，锁舌缩回锁体内，烟气导流板在重力作用下翻转至与水平支撑台对接成倾斜状。

为缓冲烟气导流板的下落速度，在烟气导流板与排烟道板之间连接有带阻尼的伸缩组件。

为保证密封性，使烟气无法透过缝隙蔓延至烟气导流板上部，降低烟气导流板下落对其与水平支撑台的重力损坏，在与水平支撑台对接处的烟气导流板底部设有密封胶条。

为便于烟气的纵向蔓延，排烟口为长方形，排烟口的长边沿隧道纵向布置、短边沿隧道横向布置。

为保证稳定性，水平支撑台采用与隧道一体成型的混凝土结构。

为保障烟气密闭性，在挡烟隔板两侧设有与烟气导流板上下密封对接布置斜向凸台。

本发明还提供了一种排烟方法，包括如下步骤：在火源出现时，火源位置确定后，打开隧道内紧邻火源前后两侧的挡烟隔板间的电控锁和排烟口。

进一步地，a.当火源位于两块挡烟隔板之间位置时，打开位于该两块挡烟隔板之间的电控锁及排烟口，同时，打开与该两块挡烟隔板前后紧邻的烟气导流板连接的电控锁和排烟口；

b.当火源位于挡烟隔板正下方位置时，打开与该块挡烟隔板前后紧邻的烟气导流板连接的电控锁和排烟口。

本发明通过在排烟道板下表面增设烟气导流板和挡烟隔板，当没有发生火灾时，利用电控锁使烟气导流板与排烟道板贴合布置，既不影响隧道的正常运营通车，又有效利用了隧道剩余空间；当发生火灾时，电控锁动作，烟气导流板在重力作用下落至水平支撑台，烟气由于热浮力效应竖直上升，触碰到烟气导流板后沿烟气导流板斜向上运动，并集聚在排烟口周围，有效阻止烟气的横向蔓延，可提高排烟口的排烟效率；挡烟隔板将烟气控制在启动的烟气导流板及排烟口范围内，能阻止烟气纵向扩散至烟气导流板上部区域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1另一状态的结构示意图。

图3为图2中A-A剖视结构示意图。

图4为本发明中另一电控锁的结构及安装示意图。

图中示出的标记及所对应的构件名称为：

1、隧道；11、车道；12、建筑界限；2、排烟道板；3、排烟口；4、烟气导流板；5、电控锁；51、锁主体；52、吸附铁板；53、锁体；54、锁片；531、锁舌；541、锁孔；6、水平支撑台；7、挡烟隔板；71、斜向凸台；8、伸缩组件；9、密封胶条。

具体实施方式

实施例一

从图1至图3可以看出，本发明这种隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，包括隧道1、排烟道板2、排烟口3、烟气导流板4、电控锁5、水平支撑台6和挡烟隔板7，其中，

隧道1由多组管片拼装而成，隧道1内侧下方横向设有沿隧道1纵向延伸的车道板11，车道板将隧道内部空间分设为上部的机动车通行道和下部的非机动车通行道，下部的非机动车通行道由两块纵向设置的中隔墙分设为三个空间，机动车通行道上方设有满足机动车行车要求的建筑界限12；

排烟道板2横向架设在建筑界限12上方的隧道1内，排烟道板2沿隧道1纵向延伸设置，排烟道板2与隧道1顶面合围形成排烟道，在排烟道板2两侧的排烟道内安装有多个排烟风机；

排烟口3有多个，各排烟口3沿隧道1纵向间隔布置在隧道1右侧段中部位置处的排烟道板2上，排烟口3朝向隧道1内部导通，

烟气导流板4有多个并均为烟为轻质防火板，烟气导流板4沿隧道1纵向间隔的水平布置在排烟道板下方2，烟气导流板4位于隧道1右侧的一端通过铰链铰接于排烟口3左侧底部，

电控锁5可采用由KDX公司生产的KD-280S型磁力锁，包括锁主体51和吸附铁板52，吸附铁板52安装在位于隧道1左侧的烟气导流板4的侧面上，锁主体51安装在与吸附铁板52左右对应处的排烟道板2下表面上，锁主体51通电吸住吸附铁板52，烟气导流板4在电控锁5的吸合作用下贴合排烟道板2布置，

水平支撑台6设在隧道1左侧内壁上，水平支撑台6由混凝土制成并随隧道1结构一体成型，水平支撑台6沿隧道1横向延伸至隧道1内侧，水平支撑台6布置在建筑界限12上方、电控锁5下方，

挡烟隔板7竖直安装在各相邻烟气导流板4之间的水平支撑台6上，挡烟隔板7垂直于排烟道板2布置，挡烟隔板7的高度为水平支撑台6至排烟道板2间的距离，挡烟隔板7的宽度覆盖整个水平支撑台6至排烟道板2间的横截面，挡烟隔板7与排烟道板2和隧道1侧壁密封连接，

电控锁5打开，烟气导流板4在重力作用下绕与排烟口3的铰接处翻转，落至与水平支撑台6对接成倾斜状，烟气导流板4、排烟道板2、挡烟隔板7和隧道1侧壁合围形成连通隧道1内部与排烟口3的烟气集聚导流腔。

从图1和图2可以看出，在本发明的烟气导流板4与排烟道板2之间连接有带阻尼的伸缩组件8，伸缩组件8嵌装在排烟道板2下表面内，用于控制烟气导流板4下落时的速度。伸缩组件8由数根液压支撑杆组成，液压支撑杆两端分别与烟气导流板4及排烟道板2铰接相连。当烟气导流板4下落时，液压支撑杆为烟气导流板4下落提供阻力，起缓冲作用。伸缩组件8还可直接采用久耐公司生产的YQ系列阻尼器或由久耐美力王公司生产的1601006系列旋转阻尼。

从图1和图2可以看出，在本发明的烟气导流板4底部与水平支撑台6对接处设有密封胶条9，密封胶条9的长度与每块烟气导流板4等长，当烟气导流板4下落时，密封胶条9随烟气导流板4一起运动，即可以起到缓冲烟气导流板4下落的作用，保护烟气导流板4及水平支撑台6不受重力损坏，又可以起到密封作用，使烟气无法透过烟气导流板4与水平支撑台6间的缝隙蔓延至烟气导流板4上部。

从图1和图2可以看出，在本发明的挡烟隔板7两侧设有与烟气导流板4上下密封对接布置斜向凸台71，烟气导流板4下落时，烟气导流板4的侧边落至斜向凸台71上与其闭合连接，保障烟气密闭性。

在本发明中，为考虑到烟气的纵向蔓延性，排烟口3为长方形，排烟口3的长边沿隧道1纵向布置，排烟口3的短边沿隧道1横向布置。

本发明这种排烟方法是：在火源出现时，火源位置确定后，打开隧道1内紧邻火源前后两侧的挡烟隔板7间的所有电控锁5和排烟口3。

本发明这种隧道排烟方法，具体包括如下步骤：

S1、当隧道1内发生火灾时，隧道1内消防报警系统启动，报警信号反馈至隧道消防控制室，消防控制室启动消防应急预案，开启相关消防设施；

S2、排烟风机启动开始作用；

S3、当消防控制室发出火灾动作信号后，火源附近烟气导流板4和排烟道板2上电控锁5断电解除闭合效果，烟气导流板4和排烟道板2的固定作用消失，烟气导流板4在重力作用因伸缩组件8的阻力缓缓下落；

a.当火源位于两块挡烟隔板7之间位置时，断开位于该两块挡烟隔板7之间的所有电控锁5的电源，断开与该两块挡烟隔板7前后紧邻的烟气导流板4连接的电控锁5的电源，打开位于该两块挡烟隔板7之间的所有排烟口3，打开与该两块挡烟隔板7前后紧邻的烟气导流板4连接的排烟口3，将烟气控制在300米范围内；

b.当火源位于挡烟隔板7正下方位置时，断开与该块挡烟隔板7前后紧邻的烟气导流板4连接的电控锁5的电源，打开与该块挡烟隔板7前后紧邻的烟气导流板4连接的排烟口3，将烟气控制在300米范围内；

S4、烟气导流板4下落至与水平支撑台6上下对接；

S5、火灾产生的烟气随热浮力效应上升，沿着烟气导流板4向上蔓延，在排烟口3附近集聚，排烟口3动作，排出排烟口3下方烟气。

本发明中隧道活动式倾斜顶棚排烟系统的构建过程如下：

1、在隧道修建过程中同步安装本发明，排烟口3位置需开设在排烟道板2一侧偏中间位置，排烟口3的长边纵向布置、短边横向布置。在隧道1另一侧构设水平支撑台6，水平支撑台6的长度与烟气导流板4长度等长，为10米，隧道1每10米布置一块水平支撑台6及烟气导流板4。水平支撑台6需由混凝土与隧道结构一体化制成，横向长度应能使烟气导流板4在下落时完全落稳，且有富余起到稳定支撑作用。

2、在确定好排烟口3和水平支撑台6位置后，在排烟口3靠近水平支撑台6一侧安装铰链，铰链与排烟道板2间为密封无漏烟状态。

3、计算以铰接为圆心，到水平支撑台6中心点为半径的长度，通过弧度计算，确定排烟道板2下方电控锁5的锁主体51的安装点。

4、在排烟道板2下方、锁主体51安装点右侧安装带阻尼的伸缩组件8，将伸缩组件8一端固定在排烟道板2下方，另一端与烟气导流板4相连。

5、在烟气导流板4一端安装电控锁5的吸附铁板52，另一端与排烟口3的铰链连接。

6、在烟气导流板4下方安装密封胶条9，长度应略大于烟气导流板4，使其完全密封，不会漏烟。

7、当火灾发生过后，需人工使用杆件将烟气导流板4复位，当烟气导流板4在人力作用下上升复位过程中，电控锁5的吸附铁板52被锁主体51固定，则烟气导流板4复位完成。

在本发明中，烟气导流板4的横向长度与水平支撑台6横向宽度应以排烟口3侧铰接为圆心，长度不得超过铰接至排烟道板2最远端处长度，不得低于铰接至水平支撑台6较近端长度。

在本发明中，伸缩组件8应安装在电控锁5同一侧，不得出现交叉、碰撞情况。

实施例二

从图4可以看出，本实施例与实施例一的区别在于，电控锁可采用由ZUCON公司生产的506DS型电插锁，包括锁体53和锁片54，在锁体53上设有可伸缩的锁舌531，在锁片54上开设有与锁舌531相对应的锁孔541，锁片54安装在位于隧道1左侧的烟气导流板4的侧面上，锁孔541的轴线垂直该侧面布置，锁体53安装在排烟道板下表面上，锁舌531可在锁体53沿隧道横向水平伸缩，锁舌531与锁孔541左右对应布置，锁体53通电，锁舌531伸出锁体53后插入锁孔541中，烟气导流板4在锁舌531的支撑作用下贴合排烟道板2布置；锁体53断电，锁舌531缩回锁体53内，烟气导流板4在重力作用下绕与排烟口3的铰接处翻转，落至与水平支撑台6对接成倾斜状，烟气导流板4、排烟道板2、挡烟隔板7和隧道1侧壁合围形成连通隧道1内部与排烟口3的烟气集聚导流腔。

Claims (9)

1.一种隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，包括沿隧道(1)纵向延伸设置的排烟道板(2)，该排烟道板朝向隧道内部导通开设有多个排烟口(3)，其特征在于：排烟口布置在隧道一侧的排烟道板上，在排烟道板下方沿隧道纵向间隔布置有多个烟气导流板(4)，该烟气导流板沿隧道横向的一端铰接于排烟口靠近隧道另一侧的底部、一端通过电控锁(5)与隧道另一侧的排烟道板贴合布置，在电控锁下方的隧道壁上设有水平支撑台(6)，在相邻烟气导流板之间的水平支撑台上安装有挡烟隔板(7)，该挡烟隔板垂直于排烟道板布置并与排烟道板和隧道侧壁连接，电控锁打开，烟气导流板在重力作用下翻转至与水平支撑台对接成倾斜状，烟气导流板、排烟道板、挡烟隔板和隧道侧壁合围形成连通隧道内部与排烟口的烟气集聚导流腔；所述电控锁为磁力锁，包括锁主体(51)和吸附铁板(52)，吸附铁板安装在烟气导流板远离排烟口的侧面上，锁主体安装在排烟道板下表面与吸附铁板左右对应处，锁主体通电吸住吸附铁板，带动烟气导流板贴合排烟道板布置；锁主体断电，烟气导流板在重力作用下翻转至与水平支撑台对接成倾斜状。

2.根据权利要求1所述的隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，其特征在于：所述电控锁为电插锁，包括锁体(53)和锁片(54) ，在锁体上设有可伸缩的锁舌(531) ，在锁片上设有锁孔(541)，锁片安装在烟气导流板远离排烟口的侧面上，锁孔轴线垂直该侧面布置，锁体安装在排烟道板下表面上且锁舌与锁孔左右对应布置，锁体通电，锁舌伸出插入锁孔，烟气导流板在锁舌的限位作用下贴合排烟道板布置；锁体断电，锁舌缩回锁体内，烟气导流板在重力作用下翻转至与水平支撑台对接成倾斜状。

3.根据权利要求1所述的隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，其特征在于：在烟气导流板与排烟道板之间连接有带阻尼的伸缩组件(8)。

4.根据权利要求1所述的隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，其特征在于：在与水平支撑台对接处的烟气导流板底部设有密封胶条(9)。

5.根据权利要求1至4任一所述的隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，其特征在于：排烟口为长方形，排烟口的长边沿隧道纵向布置、短边沿隧道横向布置。

6.根据权利要求1至4任一所述的隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，其特征在于：水平支撑台采用与隧道一体成型的混凝土结构。

7.根据权利要求1至4任一所述的隧道活动式倾斜顶棚排烟系统，其特征在于：在挡烟隔板两侧设有与烟气导流板上下密封对接布置的斜向凸台(71)。

8.一种适用于权利要求1至7任一所述隧道活动式倾斜顶棚排烟系统的排烟方法，其特征在于：在火源出现时，火源位置确定后，打开隧道内紧邻火源前后两侧的挡烟隔板间的电控锁和排烟口。

9.根据权利要求8所述的排烟方法，其特征在于：

a .当火源位于两块挡烟隔板之间位置时，打开位于该两块挡烟隔板之间的电控锁及排烟口，同时，打开与该两块挡烟隔板前后紧邻的烟气导流板连接的电控锁和排烟口；

b .当火源位于挡烟隔板正下方位置时，打开与该块挡烟隔板前后紧邻的烟气导流板连接的电控锁和排烟口。