韩啸
青岛国信城市信息科技有限公司 山东 青岛 266001
摘要：随着隧道火灾的频繁发生，能否在隧道中采用自动喷水灭火系统逐渐成为研究的热点。本文介绍了自动喷水灭火系统在国内外隧道中的应用现状，总结了在隧道中采用自动喷水灭火系统的优缺点及争论，并根据国外对隧道中采用自动喷水灭火系统进行的试验，得出该系统可降低隧道温度且能防止火势蔓延的结论，从而证明自动喷水灭火系统在隧道中具有良好的应用前景。
关键词：城市公路隧道消防 自动喷水灭火系统 应用前景
一、自动喷水灭火系统在隧道中的应用现状
自动喷水灭火系统按喷头的开闭形式可分为开式自动喷水灭火系统和闭式自动喷水灭火系统。其中，开式自动喷水灭火系统可分为雨淋灭火系统、水幕系统、水喷雾灭火系统、雨淋自动喷水——泡沫联用系统等；闭式自动喷水灭火系统则可分为干式、湿式、预作用自动喷水灭火系统，以及重复启闭预作用灭火系统、闭式自动喷水——泡沫联用系统等。
世界道路协会(PIARC)在《隧道中火灾与烟气控制》[1]报告里列举了西方国家在隧道内使用自动喷水灭火系统的情况。
在欧洲，特殊用途的隧道才必须安装自动喷水灭火系统。挪威有两条隧道安装了自动喷水灭火系统，目的是保护添加了聚亚氨酯的隧道内衬。荷兰有一条货运铁路(Betuweroute)，总长15千米，沿线共有5条隧道，由于该铁路线上有危险物品运送，故隧道中安装了无延时的自动喷水——泡沫联用系统。测试结果显示该系统不仅能灭油火，还能很好地保护混凝土结构，且与排水系统联用后还可防止液态油和可燃性气体的复燃[2]。
日本通常在隧道的重要地段安装自动喷水灭火系统：根据隧道长度和交通量将隧道划分为AA、A、B、C和D五个等级（表1），并根据不同等级规定隧道中的喷头配置标准[ 由负责隧道建设和运行的日本土地基础和运输部(MOLIT)、日本高速公路公共公司(JH)、京都高速公路公共公司(MEPC)和阪神高速公路公共公司(HEPC)四个组织共同规定。]（表2）。
表1 日本隧道等级划分标准
在美国，只有少数运送危险货品的隧道中安装了自动喷水灭火系统。例如，位于华盛顿州的FirstHill和MtBaker隧道中安装了自动喷水——泡沫联用系统，该系统可在报警后1分钟内自动运行，也可手动操作[3]。
在第5届国际公路铁路隧道安全会议上，一篇关于澳大利亚的隧道安全措施和理念的报告[4]指出：目前世界上除日本外，澳大利亚在所有新建隧道中安装了自动喷水灭火系统并将其作为一种设计标准，新加坡新建隧道也将自动喷水灭火系统作为必需的安全辅助设施。
在我国，上海市延安路隧道设计了水喷雾灭火系统，北京金融街地下工程也设计采用了预作用自动喷水系统，其他一些过江隧道也都开始采用水喷雾灭火系统。
二、隧道中使用自动喷水灭火系统的争论焦点
目前，国际学术界对在隧道中使用自动喷水灭火系统的优缺点达成了共识，在隧道中使用自动喷水灭火系统各有利弊。
在隧道中使用自动喷水灭火系统的优点主要体现在：①冷却车辆，防止火势蔓延，控制火灾范围；②主动喷水，及时灭火，防止小火酿成大灾；③保护隧道结构，减少破坏程度，降低灾后重建费用；④为人员疏散赢得时间。
在隧道中使用自动喷水灭火系统的缺点主要体现在：①车辆内部着火时自动喷水仅能冷却车辆外壳，灭火效果差；②扑灭火势后，可能会继续产生可燃气体，甚至引起爆炸；③若石油等化学物质着火，喷水则会引起爆炸；④喷水扰乱了顶部烟气层，烟气会充满整个隧道，导致能见度降低，人员呼吸困难；⑤维护费用高；⑥喷头的手动操作难度较大。
世界道路协会(PIARC)在《隧道中火灾与烟气控制》报告中提出：自动喷水灭火系统是一种安全保障设施，需在人员撤离后才能启动，故应由专人控制，不能任其自动运行。同时，在国际大型公路铁路隧道研讨会上,一些与会代表指出:荷兰Betuweroute隧道中安装无延时自动喷水——泡沫联用系统的做法是以牺牲人员安全为代价来保护隧道结构；而来自荷兰Betuweroute隧道的代表则强调，他们拥有训练有素的列车员以及完备的安全设施，隧道每隔600米就有一道紧急疏散门，且隧道内装有紧急纵向通风系统，足以确保受灾人员安全撤离。
对于是否应该在隧道中使用自动喷水灭火系统，是否应该在人员撤离之后再启动，以及是否应该把自动喷水灭火系统视为一种安全保障设施，目前仍存在很多争议。
三、隧道中使用自动喷水灭火系统的试验评估
以美国Memorial隧道的消防测试为例，相关人员用自动喷水——泡沫联用系统进行了5次柴油池灭火试验，其中有3次是利用天花板上的喷头灭火，还有两次则是利用侧壁的喷头(安装于路面以上2.1米处)灭火。结果显示：①较大的纵向气流速度(如4m/s以上)对自动喷水灭火系统没有不利影响；②天花板上的喷头可在30秒内灭火；③与天花板上的喷头灭火相比，侧壁的喷头灭火时间较长，这可能是因为火源放热更快或水喷雾过细所致。上述试验虽然表明了自动喷水灭火系统可以扑灭油池火灾，但并不能保证该方法对车辆火灾的灭火可靠性[5]。
芬兰的技术研究中心用水喷雾系统对油池火灾和舰船上的车辆火灾进行了一系列测试，结果显示：①水喷雾中添加泡沫后灭火效果较好；②喷雾密度对灭火效果有影响，但并不是喷雾密度越高越好；③在油池火灾测试中水喷雾可灭火，而泡沫的作用则是阻止火势蔓延(即使已停止喷水)；④水压对灭火效果也有影响，高压水才能灭火；⑤对于汽车火灾，水喷雾系统可控制火势，但不能灭火。
四、研究结论
在隧道发生火灾时启动自动喷水灭火系统，能够达到快速灭火、冷却车辆和保护隧道结构的效果，但喷水会干扰顶部烟雾层，不利于人员疏散。
对于疏散设施完善、消防要求标准高、隧道结构保护要求高的大型隧道，可考虑采用自动喷水灭火系统，但必须在人员疏散完毕后才可启动，并由专人进行控制。
参考文献:
[1]隧道中火灾与烟气控制[A].世界道路协会(PIARC).世界道路协会报，1999，107-108.
[2]开发、试验和建造隧道设施[A].Timmer G.关于公路和铁路隧道的会议，2011,65-67.
[3]日本道路协会.公路隧道中安装安全设施指导原则和解释[M].2013(03).
[4]隧道防火灭火现状及其发展趋势[J].罗昭辉.公路隧道.2008(01).
[5]AlanBeard,RichardCarvel.隧道安全手册[M].2005(01).