CN115506833A - 一种公路隧道区段式重点排烟系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公路隧道区段式重点排烟系统，包括沿隧道长度方向设置的排烟道，所述排烟道通过烟道板与隧道隔开；设于所述排烟道首尾两端的端部排烟机房以及间隔布置在所述排烟道下方的多组常闭式排烟单元；两个所述端部排烟机房与所述排烟道相连通；其中，每组所述排烟单元中排烟口的数量为3‑5个，所述排烟口的面积为5‑10m2；相邻两组所述排烟单元之间的间距为200‑1000m。本发明提供的公路隧道区段式重点排烟系统，具备纵向排烟系统控制简单、安全可靠的特点，同时具有重点排烟系统效果好的优点，可克服现有超长隧道重点排烟系统漏风量大、在活塞风作用下烟气蔓延距离过长导致排烟系统效果不佳的缺点。
Description
技术领域
本发明属于隧道通风排烟技术领域，具体涉及一种公路隧道区段式重点排烟系统及方法。
背景技术
目前公路隧道常用的排烟方式有纵向排烟和重点排烟。纵向排烟的优点是控制简单，可靠性高，缺点是只能保证火源上游为安全区，火灾下游空间均为烟气区，烟气蔓延路径长，救援路径单一，仅适用于排烟区段不大于3km的城市单向交通隧道和5km以下的公路单向交通隧道。相对于纵向排烟系统，重点排烟系统能将烟气有效控制在一定范围内，尤其在隧道阻滞工况下，可以更好地保证隧道内司乘人员安全疏散，为人员疏散和救援赢得宝贵的时间。近年来，重点排烟在国内外长大公路隧道中已得到了广泛的应用，如瑞士Chienberg隧道、美国SR99隧道、武汉长江隧道、上海长江隧道、港珠澳海底隧道等。
目前，常规的重点排烟系统的排烟口通常是间隔60m设置一组，火灾时同时开启火源上游和火源下游若干个排烟口，同时开启两端排烟机房内风机对着火隧道进行排烟。该排烟方式对于特长隧道存在以下三方面问题：1、由于排烟口自身结构型式与安装工艺，导致每个排烟口均会产生一定的漏风量，隧道越长，需要设置的排烟口数量越多，因排烟口产生的漏风量也随之增加。对于特长隧道，漏风量增加将导致火灾点排烟不足，无法有效排烟，导致重点排烟系统效果不佳或失效的情况。2、如图1所示，当发生火灾时启动相应隧道排烟模式，通常为开启火源上下游各3组排烟口。火灾发生前，隧道内车辆正常行驶会产生活塞风，隧道内纵向风速可达5-8m/s；火灾发生后火源上游的车辆停车疏散，火源下游的车辆继续往前驶离隧道仍会形成一定的活塞风，火灾烟气受到正常运营活塞风和火源下游车辆驶离产生活塞风双重叠加影响，被纵向风吹向火源下游，对于特长隧道，活塞风衰减需要一定的时间，并且排烟系统从开启到正常运转需要180s时间，因此对于特长隧道，火灾烟气在纵向风的作用下极有可能越过下游开启的排烟口，而上游排烟口处为新风区，无法排除烟气，导致重点排烟系统不能将烟气完全捕捉，无法将烟气控制在开启的排烟口区段内，造成排烟系统失效。3、排烟口间距为60m，每60m为一个排烟区段，对于特长隧道，比如10km隧道，需要160多组排烟口，160多个模式，排烟区段数量众多，控制系统复杂、难度大，从根本上降低了系统可靠性。
中国专利申请号为201711020305.9公开了一种公路隧道分段重点排烟系统以及排烟方法，系统包括：在第1行车主洞的顶部，沿纵向按一定间隔设置若干个吊顶风道，服务隧道顶部设置主排烟道，每个吊顶风道均对应设置一个横向联络烟道，一端与吊顶风道连通，另一端与主排烟道连通。优点为：由于本发明在主洞顶部设置若干独立吊顶风道，吊顶风道承载力较强，底部设置的电动排烟口面积可扩大到50m2，纵向间距可达到1000m，减少了电动排烟口数量，简化了排烟控制预案。但该专利并未考虑到由于电动排烟口距离过大且面积的扩大，烟气在隧道内所行驶的距离增加，可能会导致排烟效率的降低以及排烟时的吸穿现象，导致排烟效果有限。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种公路隧道区段式重点排烟系统和方法，旨在克服现有的公路隧道重点排烟系统排烟口设置数量多、漏风量大、部分排烟口无法有效排烟所导致的排烟效果差甚至排烟系统失效的弊端，并且通过改进排烟口的形式，在不降低排烟效率的情况下有效防止排烟时的吸穿现象，保证了排烟效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种公路隧道区段式重点排烟系统，包括沿隧道长度方向设置的排烟道，所述排烟道通过烟道板与隧道隔开；设于所述排烟道首尾两端的端部排烟机房以及间隔布置在所述排烟道下方的多组常闭式排烟单元；两个所述端部排烟机房与所述排烟道相连通；
其中，每组所述排烟单元中排烟口的数量为3-5个，所述排烟口的面积为5-10m2；相邻两组所述排烟单元之间的间距为200-1000m。
优选的，所述排烟口沿隧道长度方向依次排列，同一组相邻两个排烟口的间距为80-120cm。
优选的，所述排烟口下方设有挡烟板，所述挡烟板的四周设有承托机构；所述承托机构包括电机和承托块，所述电机与所述烟道板固定连接，所述承托块与所述电机固定连接；所述承托块为可滑动部件，通过电机进行驱动，当排烟口为关闭状态时，承托块在电机的作用下向内侧挤压挡烟板，使挡烟板与排烟口之间为密封状态。
优选的，所述排烟口通过链条与烟道板连接，当接到排烟口开启指令后，排烟口下方的承托机构向外侧滑动，挡烟板自然下落，下落的高度为H。
优选的，所述H的长度为40-60cm。
优选的，相邻两组所述排烟单元构成一个排烟区段。
优选的，还包括在隧道的内部，沿纵向设置若干个火灾探测器以及若干台可双向可逆的转动的射流风机；所述火灾探测器、所述射流风机、所述排烟单元和所述端部排烟机房均与控制中心相连接。
优选的，隧道内为上坡道路时，相邻两组所述排烟单元之间的间距为700-1000m；隧道内为平坡道路时，相邻两组所述排烟单元之间的间距为500-700m；隧道内为下坡道路时，相邻两组所述排烟单元之间的间距为200-500m。
具体地，相邻两组所述排烟单元的实际间距需综合考虑隧道类型、火灾规模、隧道长度、交通量和两端接线条件等因素计算确定。
本发明还保护一种所述公路隧道区段式重点排烟系统进行排烟的方法，包括以下步骤：
步骤一、当隧道内的火灾探测器探测到发生火灾时，将火源点位置信息以及火灾灾情信息发送到控制中心；
步骤二、根据火源点位置，仅开启距离火源点下游的若干排烟单元，同时开启火源点上方的射流风机，使上游的射流风机朝向火源点位置方向送风，形成一定的纵向通风风速；开启烟道两端的端部排烟机房内的风机，通过排烟道、排烟口抽吸力和射流风机的纵向推力将火灾烟气控制在火灾点与开启排烟单元之间的区段内；
步骤三、隧道内的烟气通过排烟口进入沿隧道长度方向设置的排烟道，再进一步通过排烟道进入两端的端部排烟机房，最终排向外部环境。
优选的，步骤二中所述排烟单元的开启数量为2-4组。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的公路隧道区段式重点排烟系统，与传统的重点排烟方式相比，加大了排烟单元的距离，大幅度减少了排烟口数量，从而降低排烟系统漏风量；利用火灾初期隧道内活塞风和排烟风机产生的纵向风速，仅需开启火源下游的若干个排烟口，将烟气通过开启的排烟口和排烟道排出室外，烟气可有效控制在火源下游开启的排烟口区段内，且该区段内烟气均在人员疏散高度之上；大幅减少了排烟系统分区数量，提高了控制系统可靠性。
(2)本发明提供的公路隧道区段式重点排烟系统，该系统具备纵向排烟系统控制简单、安全可靠的特点，同时具有重点排烟系统效果好的优点，排烟口通过采用板式结构，且关闭情况下在承托机构挤压作用下，整体漏风量远低于百叶型排烟口；火灾时排烟口自然下落H，起到防止吸穿作用，提升排烟口排烟效率。本发明合理的将排烟单元增大到一定距离，同时配合排烟口的板式结构，在既不影响排烟效率的情况下减少了排烟口的数量，同时挡烟板的设置也可防止排烟过程中产生的吸穿现象，保证了排烟口的排烟效率，可克服现有超长隧道重点排烟系统漏风量大、在活塞风作用下烟气蔓延距离过长导致排烟系统效果不佳的缺点。在特长水下隧道重点排烟系统中进行推广、借鉴和应用，具有明显的技术先进性，显著的经济性和很强的实用性，必将拥有广阔的市场应用前景。
(3)本发明提供的公路隧道区段式重点排烟系统，通过将每组的排烟口设置为多个小面积的排烟口，在保证同等排烟效率的情况下，减少了排烟口的尺寸，便于排烟口的加工与安装；并且，由多个小面积的组成的一组排烟单元，也可有效减少排烟过程中烟雾被吸穿的现象，保证了排烟效率。
附图说明
图1是现有技术中常规重点排烟系统气流组织示意图；
图2为本发明区段式重点排烟系统平面原理图(正常运营状态)；
图3为本发明区段式重点排烟系统平面原理图(火灾排烟状态)；
图4为本发明排烟单元关闭状态的结构示意图；
图5为本发明排烟单元开启状态的结构示意图。
其中，1、端部排烟机房；2、车行道；3、排烟道；4、排烟单元关闭状态；41、排烟单元开启状态；5、排烟口；6、承托机构；7、烟道板；8、链条；9、挡烟板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图2-3所示，一种公路隧道区段式重点排烟系统，包括沿隧道长度方向设置的排烟道3，所述排烟道3通过烟道板7与隧道隔开；设于所述排烟道3首尾两端的端部排烟机房1以及间隔布置在所述排烟道3下方的多组常闭式排烟单元4；两个所述端部排烟机房1与所述排烟道3相连通；
其中，每组所述排烟单元4中排烟口5的数量为3个，所述排烟口5的面积为10m2；相邻两组所述排烟单元4之间的间距为500m。
在本实施例中，所述排烟口5沿隧道长度方向依次排列，同一组相邻两个排烟口5的间距为100cm。
如图4所示，在本实施例中，所述排烟口5下方设有挡烟板9，所述挡烟板9的四周设有承托机构6；所述承托机构6包括电机和承托块，所述电机与所述烟道板7固定连接，所述承托块与所述电机固定连接；所述承托块为可滑动部件，通过电机进行驱动，当排烟口5为关闭状态时，承托块在电机的作用下向内侧挤压挡烟板9，使挡烟板9与排烟口5之间为密封状态。
如图5所示，在本实施例中，所述排烟口5通过链条8与烟道板7连接，当接到排烟口开启指令后，排烟口5下方的承托机构向外侧滑动，挡烟板9自然下落，下落的高度为H。
在本实施例中，所述H的长度为50cm。
在本实施例中，相邻两组所述排烟单元4构成一个排烟区段。
在本实施例中，所述公路隧道区段式重点排烟系统还包括在隧道的内部，沿纵向设置若干个火灾探测器以及若干台可双向可逆的转动的射流风机；所述火灾探测器、所述射流风机、所述排烟单元4和所述端部排烟机房1均与控制中心相连接。
实施例2
一种利用实施例1所述公路隧道区段式重点排烟系统进行排烟的方法，包括以下步骤：
步骤一、当隧道内的火灾探测器探测到发生火灾时，将火源点位置信息以及火灾灾情信息发送到控制中心；
步骤二、根据火源点位置，仅开启距离火源点下游相邻的2组排烟单元4，同时开启火源点上方的射流风机，使上游的射流风机朝向火源点位置方向送风，形成一定的纵向通风风速；开启排烟道3两端的端部排烟机房1内的风机，通过排烟道3、排烟口5抽吸力和射流风机的纵向推力将火灾烟气控制在火灾点与开启排烟单元4之间的区段内；
步骤三、隧道内的烟气通过排烟口5进入沿隧道长度方向设置的排烟道3，再进一步通过排烟道3进入两端的端部排烟机房1，最终排向外部环境。
以上内容是结合具体实施实例对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种公路隧道区段式重点排烟系统，其特征在于，包括沿隧道长度方向设置的排烟道(3)，所述排烟道(3)通过烟道板(7)与隧道隔开；设于所述排烟道(3)首尾两端的端部排烟机房(1)以及间隔布置在所述排烟道(3)下方的多组常闭式排烟单元(4)；两个所述端部排烟机房(1)与所述排烟道(3)相连通；
其中，每组所述排烟单元(4)中排烟口(5)的数量为3-5个，所述排烟口(5)的面积为5-10m2；相邻两组所述排烟单元(4)之间的间距为200-1000m。
2.根据权利要求1所述的一种公路隧道区段式重点排烟系统，其特征在于，所述排烟口(5)沿隧道长度方向依次排列，同一组相邻两个排烟口(5)的间距为80-120cm。
3.根据权利要求1所述的一种公路隧道区段式重点排烟系统，其特征在于，所述排烟口(5)下方设有挡烟板(9)，所述挡烟板(9)的四周设有承托机构(6)；所述承托机构(6)包括电机和承托块，所述电机与所述烟道板(7)固定连接，所述承托块与所述电机固定连接；所述承托块为可滑动部件，通过电机进行驱动，当排烟口(5)为关闭状态时，承托块在电机的作用下向内侧挤压挡烟板(9)，使挡烟板(9)与排烟口(5)之间为密封状态。
4.根据权利要求1所述的一种公路隧道区段式重点排烟系统，其特征在于，所述排烟口(5)通过链条(8)与烟道板(7)连接，当接到排烟口开启指令后，排烟口(5)下方的承托机构向外侧滑动，挡烟板(9)自然下落，下落的高度为H。
5.根据权利要求4所述的一种公路隧道区段式重点排烟系统，其特征在于，所述H的长度为40-60cm。
6.根据权利要求1所述的一种公路隧道区段式重点排烟系统，其特征在于，相邻两组所述排烟单元(4)构成一个排烟区段。
7.根据权利要求1所述的一种公路隧道区段式重点排烟系统，其特征在于，还包括在隧道的内部，沿纵向设置若干个火灾探测器以及若干台可双向可逆的转动的射流风机；所述火灾探测器、所述射流风机、所述排烟单元(4)和所述端部排烟机房(1)均与控制中心相连接。
8.一种利用权利要求1-7任一项所述公路隧道区段式重点排烟系统进行排烟的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、当隧道内的火灾探测器探测到发生火灾时，将火源点位置信息以及火灾灾情信息发送到控制中心；
步骤二、根据火源点位置，仅开启距离火源点下游的若干排烟单元(4)，同时开启火源点上方的射流风机，使上游的射流风机朝向火源点位置方向送风，形成一定的纵向通风风速；开启排烟道(3)两端的端部排烟机房(1)内的风机，通过排烟道(3)、排烟口(5)抽吸力和射流风机的纵向推力将火灾烟气控制在火灾点与开启排烟单元(4)之间的区段内；
步骤三、隧道内的烟气通过排烟口(5)进入沿隧道长度方向设置的排烟道(3)，再进一步通过排烟道(3)进入两端的端部排烟机房(1)，最终排向外部环境。
9.根据权利要求8所述的公路隧道区段式重点排烟方法，其特征在于，步骤二中所述排烟单元(4)的开启数量为2-4组。
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