摘 要 地铁车站的安全性和防灾抗灾能力不容忽视。对车站设备进行全过程有效的技术管理,将防灾抗灾能力真正落到实处,可以收到事半功倍的效果。
关键词 轨道 交通 地铁车站 防灾报警 设备监控
1 概述
地铁车站作为城市轨道交通一个上、下客的公共区域,为我们营造了一个舒适、安全的乘车环境。由于在世界范围内,频频发生的几起利用轨道交通客流集中,信息传播快等特点的恐怖袭击、人为破坏或意外事故,不能不引起我们对地铁车站安全性和防灾抗灾能力的高度关注。
地铁车站有其特定的建筑特点:空间相对封闭,疏散通道有限;人流密集,各种设备集聚且管线纵横;热负荷大、散热困难。地铁车站最可能遇到的灾害主要是火灾。因此,车站已设置了各种自动监控系统,如:FAS、SCADA、BAS、自动消防设施(如气体灭火系统、固定喷水灭火系统)等。
火灾自动报警系统(FAS)是一种早期火灾探测系统。它是通过火灾探测器捕捉燃烧物在阴燃阶段释放的烟雾、温升等,探测早期火灾信息,经智能模块对比、 分析 、确认后向车站消防主机报警,消防主机确认后启动火灾工况程序,自动或手动启动各种消防设施。
设备监控系统(BAS)是通过设置的各种检测点,监视、测量和控制车站内机电设备的智能化系统。温度、湿度、空气质量、压力、流量等各类传感器,将各个设备的实时状态传给布置在现场的直接数字控制器(DDC)中的各种功能模块。随时将监测数据反馈给车站控制室的主机,并接受主机的指令,执行事先设定的工况模式,对设备进行控制。
车控室是全车站的管理控制中心,也是发生灾害时现场指挥部的所在地。FAS主机通过 网络 向上连接控制中心传递信息、数据交换,向下连结分散在车站不同部位的智能模块,管辖车站范围内的火灾报警,控制消防设备。BAS主机通过专用以太通讯网向上连接到控制中心,向下连结分散在车站不同部位的现场控制器,监视和控制区间隧道通风排烟系统、车站空调通风系统及其他受控设备,接受FAS发来的火警信息,执行火灾工况运行指令。车控室设有消防电源、消防主机、设备监控主机、图形显示中心,是一个完整的站级火警控制单元,必要时可独立完成各种消防措施。
2 车站防灾设备介绍
(1)防火分区
地铁车站的火灾保护等级定为一级。为了在发生火灾时,能够迅速确定报警区域及部位,并实施有效隔离,将整个车站划分为若干个防火分区。一般按站厅、站台公共区、车站两端设备用房分别划分。各分区间设有防火门、防火卷帘等隔离装置,在发生火灾时可相互隔离。
(2)FAS主机
主要由消防报警控制盘(FCP)、中文图形显示终端(GCC)组成。消防报警控制盘的主要功能是监视本车站的火灾情况,控制消防联动设备;中文图形显示终端以中文图形方式显示车站内报警点位置。
(3)BAS主机
BAS监控中心由 计算 机工作站、网络接口、终端显示器等人机接口设备组成。通过接入现场控制总线,把分布在地铁车站不同部位的现场控制器FC,直接用通讯线互相连接起来,形成集散式监控。通过与车站级FAS主机的通讯接口,在火灾状态下,直接将车站设备转入防灾模式运行。
(4)各种探测设备
火灾探测器又称探头,是消防系统的眼睛;是探测火灾的主要手段。根据车站环境,主要使用点型光电式感烟探测器和线形感温探测器。环境探测设备指捕捉环境信息的传感器,如空气温湿度传感器、CO2浓度传感器等。此外还有各种传感器用来传递设备及有关介质的信息。
(5)功能模块
分布于车站各部位,用于连接各种探测设备、控制设备;接受探测和反馈信息;分析、对比、确认异常情况;传递控制指令,具有智能功能。可细分为探测模块、控制模块、信号模块、反馈模块、输入输出模块等。
(6)现场控制器
由直接数字控制器(DDC)组合而成,是BAS分散在车站不同部位的就地控制器,直接挂在控制总线上。可根据每个区域输入/输出模块配置,方便系统扩展。
(7)主要受控设备
区间隧道通风机及组合风阀———用于区间隧道发生火灾时的强制通风;
通风和排烟系统———由送风机、新风机、回/排风机、各种风阀等组成,平时起通风作用,火灾时起强制通风和排烟的作用;
消防水泵———用于火灾工况时的消防水供给;防火阀和防火卷帘门———火灾工况时按指令打开或关闭,防止火灾利用风管或在不同防火区扩散;
气体灭火装置———设置在重要的设备用房和不能用水灭火的场所;
自动喷水灭火系统———设置在公共区域。
此外还设置了手动报警设施和室内消火栓箱,用于手动报警和启动消防水泵。实施灭火联动控制关系见图1。
3 几个关注 问题
3.1 火灾探测器
从上面灭火联动控制关系可以看出:火灾发生时,迅速、准确地探测到早期火灾信息,是防灾控制的前提条件,直接关系火灾探测报警及消防系统整体运行与发挥作用。因此,要求火灾探测装置非常灵敏可靠,防止漏报、误报。
光电式感烟探测器是根据烟雾粒子在感烟仓内对光的吸收和散射作用,通过改变受光元件光电流大小的原理探测火灾信息。当烟雾粒子引起光电流的改变足够大时,会触发信号处理电路发出火灾信号。根据地铁车站的火灾主要由普通可燃物引起、火灾初起和阴燃阶段产生大量的烟雾气溶胶、持续时间较长等特点,主要选用点型感烟探测器。
车站不同部位设置不同的探测器,公共区面积较大可安排多只普通烟感用封闭回路连接;设备用房和办公用房安装智能烟感,参照探测器的有效保护面积,每个房间至少安装1只;过道、楼梯间、电梯房单独安装;茶水间因温度较高、湿度较大选用智能温感;站台下两侧和变电所下电缆通道的电缆桥架上安装缆式感温探测器。
(1)点型探头数量
N≥S/0.7K
K—单只探测器的保护面积,与探测器的特性
有关,取60~80m2
S—探测区域的面积
N取整数
(2)点型探头安装位置 ①由于地铁车站吊顶装饰各异,对多孔顶栅,孔径极小时可看作封闭结构;孔径较大且有把握认为烟可进入顶栅时可看作敞开。
②当站台/站厅层混合运用封闭吊顶和格栅吊顶时,封闭式吊顶应安装在吊顶下,格栅式吊顶应安装在结构顶板下,并适当增加探测器数量,立体布置。
(3)点型探测器的维护
车站的探测器长期受环境条件 影响 ,容易污染、积聚灰尘,使可靠性降低,造成误报或漏报。因此,要做好定期清洗工作。清洗要由专业人员进行,制定专门的清洗方案。清洗后应做响应阈值及其他必要的功能试验,保证其性能符合要求。
(4)组合运用火灾探测器
重要的场所(如变电所),危险性大,装有自动气体灭火装置,要求有更高的可靠性。不同类型的火灾探测器组合,有助于早期报警和火灾发生后两次确认,使可靠性提高。不同灵敏度的同类探测器组合也有助于对火灾的确认。
(5)探索使用先进的探测技术
防灾报警控制的关键是尽早发现火灾信息。可以借鉴使用世界先进的极早期探测技术。据报道,吸入式火灾探测系统已成功运用于伦敦、马德里等城市的地铁防灾系统,效果良好,受到 社会 的好评。传统的点式烟感设备有局限性,灵敏度较低,仅适用于火灾的初期阴燃阶段;受温度和气流影响只能被动采集样本;安置方式单一。吸入式火灾探测系统弥补了这些缺陷,灵敏度提高了几十倍,可用于火灾的极早期预报;由于安置了吸入的动力泵,可主动采集空气样本;安置方式灵活,极早期探测技术可大大提高地铁车站的安全性。
3.2 设备安装与系统调试
除应符合《电气装置工程施工和验收规范》、《火灾自动报警系统施工和验收规范》的规定外,还应注意以下几方面:
(1)管线敷设
报警线路采取穿金属管保护,金属管采用壁厚>2mm的镀锌G管。对安装在吊顶内的钢管使用防火涂料作防火处理。报警线路配线应使用阻燃型的电缆,消防联动设备和防排烟装置的配线最好采用耐火型电缆。
(2)设备安装
火灾探测器保护区域应合理覆盖车站各处。
手动报警按钮按防火分区设置,每个分区均应分别设置,同一分区内按钮的间隔距离不宜>30m并尽量靠近通道设置。
输入输出模块应安装在现场设备或被控设备附近。DDC箱宜安置于被控设备机房内,就近安装在设备附近墙上,尽量避免信号的衰减。
传感器安装施工时要与相关专业配合。在管道、设备上开孔和焊接,应与管道和设备安装同时进行,在防腐处理和试压前完成,完成后注意保护。各种传感器安装要点各不相同,应注意参照设备安装使用说明书,温湿度传感器需与DDC模拟通道的特性相匹配。
(3)系统调试
使用专用检测仪器对探测器逐个进行试验,其动作应准确无误。
①传感器检测:模拟正常使用条件,按设备或设计要求模拟输入各参数,检查输出是否符合性能要求;
②对FAS主机、电源进行功能测试,应达到设计要求;
③执行器和被控设备检查:机械传动应灵活,满行程可调,无阻滞现象,电压电流正常;
④DDC输入输出检查:模拟输入,检查输出是否与记录一致并符合设计要求;
⑤检查BAS的执行程序和FAS发布的指令是否一致。
(4)经常进行系统检查与维护
使用专用检测仪器定期检验探测器的灵敏度和响应。
①经常检查报警功能及信号显示;
②经常检验电源自动切换功能及充放电;
③经常验证消防控制设备(防排烟设备、防火阀、防火卷帘门、室内消火栓、自动喷水灭火系统等)的控制和显示功能。
3.3 设置手动报警与控制模式
《消防设计规范》要求:地铁车站内必须设置一定数量的手动报警箱;主要的消防设备、通风排烟系统必须实现远程控制和手动直接控制。人作为防灾活动的主体,可采取必要的防灾、抗灾措施达到减灾的目的。国外有些地铁车站在发生意外时,由于民众防范意识强,第一时间采取了正确的措施,避免了悲剧发生。所以,地铁车站内的防灾设备应当为乘客自救提供可能。
4 结语
地铁车站设置自动报警和应急系统的目的,是为了给人们出行创造一个安全和舒适的乘车环境;在灾害可能发生时,发挥应有的作用。火灾自动报警系统(FAS)、设备监控系统(BAS)等设计、设备选用、安装施工、系统调试、日常维护的各个环节均会影响到防灾系统的可靠性,切不可掉以轻心。
