关于综合管廊火灾监控及报警技术研究

关于综合管廊火灾监控及报警技术研究

顾建明

（安徽省城建设计研究总院股份有限公司安徽省合肥市230051）

摘要：以某城市地下综合管廊为例，分析管廊的火灾危险性，研究火灾安全隐患监控与报警技术，包括环境与设备监控、通风、火灾自动报警及监控中心信息管理等相关系统在管廊中的技术应用问题，主要分析系统设计和可实现的功能，为保障各专业管线在综合管廊内敷设后的安全经济运行和管理提供了一定的可行措施。

关键词：火灾；环境与设备监控；自行报警系统

1火灾的危险性

以某项目为例，该电力舱室内收容有污水管道，二者共处一室，存在较高的火灾危险性。此城市地势存在高差，舱室纵向存在弯头，致使舱室内空气对流不畅，热量无法及时排除，存在局部温度偏高区段；舱室内环境潮湿，其内部电子设备易受到潮湿的影响而引发故障；日常的运营过程中电缆出现短路偶然性大，且其下方敷设污水管道，舱室空气中难免存在从排污管道衔接处、闸阀设置处以污水滴漏的方式所产生的易燃易爆气体；同舱的给排水管线一旦在运营中爆裂，会导致高压水柱从裂口中喷出，极易破坏其相邻污水管线。

2环境与设备监控系统应用

综合管廊监控需设置监控计算机、管理计算机、画面管理服务器、服务器柜（包括数据库服务器、平台服务器）、中心监控柜（包括千兆核心以太网交换机、千兆汇聚以太网交换机、程控交换机、视频NVR、光纤电话光纤接入主机）以及UPS。

于综合管廊的各防火区段安装一套现场监控柜（由一台千兆以太网交换机、一套可编程控制器、一套UPS等组成）。其中每隔3个防火区段安装一台现场自控柜（由一台千兆以太网交换器、一套可编程控制器、一套视频存储及传输系统、一台UPS等组成）来代替现场监控柜。

监控中心监控计算机、管理计算机、服务器以星型结构100Mbps以太网电缆连接至监控中心千兆核心工业以太网交换机。整个综合管廊所有现场自控柜内千兆工业以太网交换器以环网结构单模光纤连接至监控管理室的中央监控柜内千兆汇聚工业以太网交换器。

监控管理室监控计算机依靠以太网与管廊内舱室前端自控柜通讯，视频显示器上能实时呈现舱室内现场模拟图、管廊内各设备的状态、仪表检测数据和动力配电的实时数据并报警。监测管理计算机实时向舱室前端自控柜发送控制命令、操控现场附属设施。光纤电话系统完成内部通讯和对外通讯，包括与市政、消防相关部门的通信。

3火灾自动报警系统设计

3.1系统的设计

综合管廊其火灾危险控制技术策略应“以防为主，防治结合”。管廊内安装火灾自动报警系统其目的是对管廊的全方面监测，同时使火警信号及时、准确地传递至舱室监管室内，完成火情预防、火灾报警、火灾控制及疏散。

依据近年来电力隧道、地下管廊及其他电力项目工程的运营记录，在舱室各种入廊管线中动力电缆和燃气管道的火灾风险最高，所以应在收容有动力电缆或天然气管道的舱室安装火灾自动报警系统。热力管道外部保护材质若为可燃材质，其舱内照明装置、电路无法达到本质安全时，则该舱火灾危险性较高，也应安装火灾自动报警系统。因此，地下管廊下列位置应安装火灾自动报警系统：

1.含有火灾风险的舱室；2.干线综合管廊含电力电缆的舱室；3.支线综合管廊含电力电缆的舱室；4.监控中心管理操作间、变配电间、现场设备间等配套用房。基于考虑管廊内火灾风险，监控中心应与消防控制室合建，管廊在发生火灾后应具有相关联动需要，结合《报规》第3.3.1和《管规》第7.5.7的要求，管廊内火灾自动报警系统其模式应为集中报警体系或控制中心报警体系，且报警范围宜控制在相邻3个防火区段。同时《报规》第3.1.5条要求为了保证体系的总线传递范围在额定长度内，且保证体系运行稳定性，因此在安装火灾自动报警系统的舱室内，其每一台电气火灾监控器、火灾报警控制分机监视各探测元件的区域范围应控制在1000米以内。

3.2系统的配置

（1）火灾报警系统

控制中心火灾报警联动控制柜设置于监控中心中控室，防火区段消防接线控制柜设置于各防火区段的配电间；舱室投料口、通风口、管廊内每隔50m处、端头井、管廊防火门两侧各设置1套手动报警按钮、1套声光报警器。在各防火区段的通风口、投料口以及管廊舱室沿其顶部每12m安装1个点型感烟探测器，且距防火门距离小于7.5m；在每个防火分区配电间消防控制柜内设置1套气体灭火控制器，同时配套放气指示灯、声光报警器、紧急启/停按钮、手动/自动转换按钮开关、手动/自动状态显示灯组，分别设置于每个分区配电间、端头井以及管廊综合舱两侧防火门外侧；感温电缆敷设于所有10kV电力电缆层支架上，采用正弦波形接触式敷设，在电缆支架两端用固定卡具固定感温电缆，其敷设倍率取1.4。

（2）防火门监控系统

在每个防火门处设置防火门监控模块，监控防火门是否关闭；防火门监控分机通过专用总线连接管廊各防火门的监控模块，监控主机通过光纤环网连接管廊各防火门监控分机。

3.3系统的功能

（1）凭借相同防火区段任两个火灾监测元件或任一个火灾监测元件和手动火灾报警按键的火灾报警信号，作为关联启动触发命令，基于预设的消防应急方案，自动关联操控有关消防设施，如切断非消防电源，打开通风设备实施排烟，关联启闭防火门及出/入口控制装置，开启相应防火分区及相邻分区的声光报警器、应急疏散指示等。

（2）在无人员进入舱室时，须凭借相同防火区段任一烟感火灾探测装置与任一温感火灾探测装置的火灾报警信号或任两个温感火灾探测装置的火灾报警信号，作为30s后自动灭火系统的关联启动命令，并同时关闭相应区间排风机、排烟防火阀、电动百叶窗及切断非消防回路。

（3）系统在人工操控状态下，监控中心管理人员对火情进行确认后，可亲自开启消防应急预案，关联控制有关消防设施，管理人员可以凭借操控按键开/闭有关报警装置和消防设施。

4监控中心管理平台系统的应用

综合管廊是管廊运营企业与各专业管线公司共同参与监管的特殊场所，运营企业与专业管线公司在其内部均设有监控系统。因此，综合管廊运行单位与各专业管线单位在综合管廊管理问题上存在交叉，监控中心管理平台应具有与舱室内各附属系统及其子系统、各专业管线公司、城市监管部门相沟通的通信接口，以便于实时信息互通。

（1）管廊运营企业可凭借监控中心管理平台将专业管线公司所侧重的影响其管线正常稳定运行的舱室内环境状况与专业管线公司共享，如管线所处舱室内的温湿度信息等，如有需要，还须提供视频图像画面。

（2）各专业管线公司可凭借监控中心管理平台将管廊运营企业所侧重的影响其舱室公共环境安全的各专业管线运行状况与管廊运营企业共享，便于管廊运营企业第一时间采取应急方案。

（3）管廊内的安防系统、消防系统与城市的相关主管机构保持通信联系。

（4）监控中心管理人员可在其界面上对舱室内各附属系统的设备运行工况进行实时监控，对必要系统、设备进行远程或跨级操作，同时对各种报警信息分级显示。

结束语：

本文从可燃物、助燃物和起火源这三个角度分析了地下综合管廊潜在火灾的影响因素，重点阐述了电力缆线和天然气管线产生火灾的原因及地下综合管廊防火管理的措施，其中包括：建立统一管理平台、完善法律法规，提升综合管廊管理水平、定期进行监控与报警系统维护和灭火系统的选择和设计的建议，旨在通过完善的地下综合管廊防火和消防系统，确保城市地下综合管廊的安全。

参考文献：

[1]赵永昌，朱国庆，高云骥.城市地下综合管廊火灾烟气温度场研究[J].消防科学与技术，2017，36（01）：37-40.

[2]郝冠宇.综合管廊中电缆舱内火灾烟气模拟研究[D].西安：西安建筑科技大学，2017.