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消防工程師前景范文1
美國已完成性能目標和基本完成性能級別分級的確定,并于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。加拿大計劃于2001年其性能化的建筑規范和防火規范,其要求將以不同層次的目標形式表述。英國于1985年完成了建筑規范,包括防火規范的性能化修改,新規范規定"必須建造一座安全的建筑",但不詳細規定應如何實現這一目標。澳大利亞于1989年成立了建筑規范審查工作組,起草性能化的《國家建筑防火安全系統規范》,并于1996年頒布了性能化《澳大利亞建筑-1996》(BCA96),并自1997年陸續被各州政府采用。新西蘭1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》,新規范中保留了處方式的要求,并作為可接受的設計方法;1993~1998年,開展了"消防安全性能評估方法的研究",制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火災的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延5部分。
從國外性能化規范的研究過程看,大部分是首先或同時研究與性能設計有關的消防安全設計評估技術,只有少數國家是先修改規范,后開發設計指南。
三、消防安全工程
隨著人們對火災現象及其規律研究的不斷深入,在一定程度上實現了對火災過程的定量描述和分析,并由此產生了一門新興工程學科--消防安全工程學。在發展以性能為基礎的規范的同時,消防安全工程也在快速發展。消防安全工程學由于其潛力、復雜性以及應用性而在基礎理論、方法學和實用工具領域得到較大的發展。當然人們仍然需要進一步研究建筑設計中完全量化的消防安全工程方法。
消防安全工程所涉及的內容包括工程原理與原則的應用,基于火災現象、火災影響,以及人的反應和行為的專家判斷。由于現在仍然缺乏完全量化的建筑設計消防安全工程方法,因此要求采用由專家或工程分析判斷而形成的比較保守的方法。不過,在很多國家,這些能夠作出專家判斷的經過認可或被接受的消防工程師為數不多。
四、性能化設計方法
性能化設計方法是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法,它運用消防安全工程學的原理與方法,根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況,對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得出最優化的防火設計方案,為建筑物提供最合理的防火保護。
性能化設計利用火災科學和消防安全工程去建立設計指標,評估設計方案;并利用火災危害分析和火災風險評估去建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數如人在火災中的行為和反應進行定義的工程過程。
五、性能化規范與性能化設計方法
性能化規范中,一般只確定能達到規范要求的可接受的方法,對建筑物內的要求通過政策性的總目標、功能目標和性能要求來表敘。例如澳大利亞于1996年12月由澳大利亞建筑規范委員會(ABCB)編制的第一個"性能化"的綜合性的建筑規范《澳大利亞建筑規范(BCA96)》由四個層次的體系構成,即目標、功能描述、性能要求?quot;視為滿足的條款"以及驗證的方法。性能化設計是選用以性能為基礎的替代辦法,即描述能夠達到某種規定性能水平的設計過程的術語,其設計方法是設計中的一種工程方法。
如果性能化設計方法同性能化規范一起使用,就必需有一套規范中要求的固定的總目標、功能目標和性能要求。如果不借能化規范,就由以下7個步驟來指導分析和設計,即1確定工程場址或工程的具體內容。2確定消防安全總體目標、功能(或損失)目標和性能要求。3建立性能指標和設計指標標準。4建立火災場景。5建立設計火災。6提出和評估設計方案。7寫出最終報告。性能化設計必需考慮的因素至少包括以下因素:1起火和發展。2煙氣蔓延和控制。3火災蔓延和控制。4火災探測和滅火。5通知使用者并疏散。6消防部門的接警和響應。
六、評估方法
建筑防火評估方法是性能化設計的關鍵技術,在世界范圍內,對于這一方法及相關概念體系的逐步完善作出重要貢獻的各類方法和模型主要包括:美國的建筑防火評估方法(BFSEM:TheBuildingFireSafetyEvaluationMethod)。評估特定場所內所用產品火災風險的FRAMEworks方法,火災致損評估方法(FIVE:Fire-InducedVulnerabilityEvaluation);澳大利亞的風險評估模型(RAM:RiskAssessmentModeling);日本的建筑物綜合防火安全設計方法;加拿大的FIRECAM方法。
加拿大國家建筑研究院(NRC)正在研究并已開始應用的性能化設計工具:火災風險與成本評估模型(FiRECAMTM--FireRiskEvaluationandCostAssessmentModel)),它通過分析所有可能發生的火災場景來評估火災對建筑物內居民造成的預期風險,同時還能評估消防費用(基建及維修)和預期火災損失。FiRECAMTM依靠兩個主要參數來評估火災安全設計的火災安全性能,即火災對生命造成的預期風險(ERL)和預期火災損失(FCE);運用統計數據來預測火災場景發生的幾率,比如可能發生的火災類型或火災探測器的可靠性,同時還運用數學模型來預測火災隨時間的變化,比如火的發展和蔓延及居民的撤離;FiRECAMTM利用火災增長、火災蔓延、煙氣流動、居民反應和消防部門反應的動態變化(以時間為函數)來計算ERL和FCE的數值。它包括:火災增長模型、煙氣流動和居民逃生模型。FiRECAMTM對火災蔓延的可能性及火災后修復建筑物的費用采用的是保守的評估模型,所以對財產損失的評估結果比實際的偏高。
澳大利亞消防規范改革中心(FCRC)正在開發一個用以量化建筑消防安全系統性能的風險評價模型叫CESARE--Risk(注:它和FiRECAMTM同基于Beck的預測多層、多房間內火災的影響的風險評價系統模型),它采用多種火災場景,其中考慮了火災及對火災的反應的概率特性,采用確定性模型預測建筑內火災環境隨時間的變化。某些組成部分如下:事件樹與預期值模型、火災發展與煙氣流動模型、人員行為模型、消防隊模型和工作人員模型、分隔失效模型、經濟模型。
七、消防工程指南
目前,為與消防安全工程相一致,必須為單個消防技術起草實施指南,1996年澳大利亞消防規范改革中心出版了"消防工程指南",為消防安全評估提供了指導。該指南提出設計過程的一個重要部分是制定一個設計大綱,對建筑整體方案進行分析,確定潛在火災危害以便提出使項目組、消防安全工程師、消防部門和審批機關均認為滿意的消防系統設計方案。消防安全系統分析可以分下列幾極:
第一極--組件和子系統等效評估(SEE--SYSTEMEQUIVALENTEVALUATION),只考慮一個子系統的單獨運行情況。
第二極--系統性能評估(SPE),考慮不同子系統和組件之間的互相影響,這一極分析可能只建立在一個簡單的火災場景和時間曲線分析基礎上,也可能需要單獨考慮一個以上的"最壞"火災場景。
第三極--系統風險評估(SRE),適用于大型綜合建筑或者高度創新的建筑,能大大降低建筑成本或者解決非常困難的設計問題。它屬于概率風險評估,其量化非常復雜,需要消防工程師具有更高的技術水平,也要求有關審批部門掌握更高的評估技能。同時指南還為所考慮的消防安全子系統規定了必要的分析和輸入數據。
八、我國的前景
我國1996年開始組織有關單位和人員系統地開展相關研究,也認識到開展大型公共建筑(包括地下和地上)、大空間建筑、高層民用建筑、高火災危險工業建筑和儲罐區、建筑內的煙氣控制、人員安全疏散的性能化設計和評估技術研究的必要性和迫切性。
消防工程師前景范文2
摘要:本文通過對地鐵特有設備火災特性的分析,以國內外火災試驗數據為依托,闡述了高壓細水霧滅火系統在地鐵電氣設備房中應用的可行性。
Abstract: Based on the unique characteristics of subway fire equipment, to domestic and foreign fire test data as the basis, elaborated the high pressure water mist fire extinguishing system in Metro electrical equipment room application feasibility.
Key words: fire, water mist, electrical equipment room, water loss
中圖分類號:S972.7+4 文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)03-0020-02
一、地鐵消防現狀
地鐵作為人員高度密集的地下公共場所,其運營安全關系國計民生。近年來,國外發生的群死群傷地鐵火災給我們以深刻而慘痛的教訓與啟示:地鐵現有消防設施防御火災等災害事故的能力還相對薄弱,迫切需要研發與應用更為有效的新型防災技術,以應對日趨復雜的地鐵火災等各類突發災害事故。
目前地鐵自動滅火系統多采用自動噴水滅火系統以及氣體滅火系統組合方式,分別針對不同區域的滅火。自動噴水滅火系統因電絕緣性差、水漬損失大而只能用于無電氣設備的空曠場所,氣體滅火系統則主要用于電氣設備房。隨著細水霧滅火系統的發展,這種情況正在發生改變。
二、細水霧滅火系統的發展
上世紀九十年代,高壓細水霧滅火系統在大量的滅火試驗并取得國際消防認證之后,做為一種高效、輕便、經濟、環保的滅火系統在歐美得到大量應用。
中華人民共和國公安部消防局于2008年召開《高壓細水霧在地鐵火災防治中的應用技術交流會》,會上對高壓細水霧滅火系統在地鐵中必將以其無污染,對人體無害,良好的滅火效能,安裝、操作、維護簡便,省時省力,適用范圍廣等優點,日益受到用戶青睞。
三、細水霧滅火系統的優勢
當前地鐵中普遍使用的自動滅火系統主要是自動噴水滅火系統和氣體滅火系統兩種。細水霧滅火系統作為一項新興的水消防滅火技術,具有氣體滅火與水滅火的雙重優點,同時又彌補了兩者的缺點,細水霧滅火系統具有以下特點:
1.滅火用水量小,系統不需要龐大的儲水設備,在相同的滅火時間內,噴水量為水噴霧的10%-20%;
2.系統滅火后,幾乎無水漬損失,對環境、保護對象、保護區人員均無損壞和污染,是環保型滅火系統;
3.細水霧可有效吸收和降低火災煙氣中的固體懸浮顆粒濃度,提高能見度,減小煙塵對人體的損害,有利于人員的安全撤離;
4.作為滅火劑的水價格低廉、來源廣泛;
5.降溫作用強,火場周圍的環境溫度低,便于救災人員接近;
6.具有良好的電氣絕緣性能,撲救電器設備火災安全性能好;
7.應用范圍大,無論防護區是開放空間還是密閉間均可采用;
8.系統構成靈活,可以是開式系統,也可以是閉式系統,組成簡單,維護方便,工作可靠;
9.系統所用泵組、閥門和管道均采用不銹鋼材質,系統壽命長達60年以上(傳統滅火系統的壽命為10-15年)。
細水霧滅火系統和水噴淋滅火系統比較具有耗水量大大降低的優點,它比傳統的水噴淋滅火系統的耗水量小很多。這一點潛在的降低了水滅火帶來的破壞性和供水緊張地區的滅火費用,同時耗水量低也為因受供水的體積及重量限制的場合提供了新的選擇。另外、傳統的水噴淋滅火由于水流量大和水滴的直徑大,會引起高溫設備表面的快速冷卻,從而導致設備的損壞,而細水霧則不會出現這種損壞。
細水霧滅火系統與氣體滅火系統相比,具有價格低廉、免去反復充裝滅火劑的麻煩,維護費用較低且對人和環境沒有危害的優點,同時也避免了氣體滅火時,因與燃燒物發生鏈式反應而產生對人有害的氣體,有利于火災現場人員的撤離。由于細水霧的冷卻和穿透能力較強,在撲滅深位火災時也具有較強的優勢。另外,細水霧具有表面冷卻的優點,這是氣體滅火劑所不具備的,因而可以撲滅機房中高溫設備表面火災,同時保證不會出現氣體滅火劑滅火過程中,由于滅火劑的濃度下降,高溫設備表面復燃的現象。
四、在地鐵電氣設備房中應用的矛盾焦點
國內目前也有十多個城市擁有地鐵,但至今將細水霧滅火系統應用于地鐵消防的城市還寥寥無幾。究其原因,無外乎細水霧作為一項新產品、新技術在國內的應用還不夠普遍,大家對這項新技術還不夠認同。
首先細水霧滅火系統使用的滅火劑是水,這與當前普遍使用的自動噴水滅火系統是相同的,但是細水霧滅火系統的造價卻遠遠高于自噴系統,棄用自噴而選擇細水霧,這在水源充足的地區是讓人難以理解的。
其次細水霧滅火系統提出的可用于電氣火災撲救的觀點,還難以讓人信服。傳統意義上認為水作為導體,在電氣設備上使用,必然會導致電氣設備損壞,這一被大家普遍認同的觀點直接造成了細水霧滅火系統無法在電氣設備房中應用的現狀。這一觀點是否能夠改變已造成細水霧能否在地鐵設備房中應用的矛盾焦點。
五、矛盾焦點的解決
水可以作為滅火劑撲滅電氣設備火災,并且不損壞電氣設備,多年以前就被美國NIST火災研究機構證明。二十世紀九十年代初,美國NISI火災研究機構通過一系列的實驗進行了外置的細水霧滅火系統撲救機箱內部火焰的研究,在實驗當中選用電路板作為可燃物,對噴頭的幾何形狀、噴頭與火焰的相對位置、用水速率等一些影響滅火效率的參數進行了研究。實驗結果表明低壓細水霧無法有效撲救機箱內部的深位遮擋火焰,但當壓力大于5.5MPa時細水霧對計算機箱內部深位火焰有較好的撲救作用,對計算機房內的火災也有較好的撲救作用,同時在設備自然風干后,計算機仍可正常使用。實驗中還考察了機箱內火焰周圍屏蔽物的數量對滅火有效性的影響,結果表明細水霧熄滅離噴嘴有障礙的小火的能力主要依賴于三方面:a.噴嘴和火焰之間的開放比例;b.粒子濃度最大處和火焰之間的橫向距離;c.水壓或者更精確的說是噴射動量。這些因素都可在設計中調整到最佳滅火狀態。
近年來,隨著國內對細水霧滅火系統的研究,上海同濟安泰工程防災研發中心開展了高壓細水霧撲滅弱電防護空間內電氣火災的全尺度工程試驗。試驗結果表明:高壓細水霧系統能在很短的時間內(45 s)迅速有效地撲滅弱電火災,且無復燃現象;滅火過程中及滅火后,非故障設備如計算機、配電柜一直處于正常工作狀態,并且高壓細水霧具有良好的除煙作用,進一步減少了煙氣對電氣設備的危害。同時,高壓細水霧的地鐵設備用房安全性試驗表明,高壓細水霧作用于1 800 V帶電直流牽引設備,直接噴放3 min,試驗時未發生設備短路或故障現象,噴放結束經簡易處理后,10min內就恢復設備絕緣值;對400 V 電氣開關柜開展的極限耐受試驗表明,在高壓細水霧冷噴30 min后,設備仍可保持正常工作狀態。通過試驗分析發現高壓細水霧的霧滴很小,分散在空氣中,呈不連續狀態,因此具有良好的電氣絕緣性;另一方面,高壓細水霧霧滴滯空性強,在撲滅火災的過程中,接觸火源的霧滴快速汽化,未接觸火源的霧滴大部分會長時間懸停在空中,僅有少部分霧滴降落到保護對象的表面,而真正進入設備內部的霧滴極少,匯聚凝結需要數量龐大的霧滴和較長的時間才能完成,高壓細水霧很難形成導電的連續水膜,因此對保護對象和現場設備造成的水漬損失極小。
以上試驗都足以說明,細水霧在電氣火災撲救中,滅火效率高,安全性好,完全可以替代氣體滅火系統在地鐵電氣設備中使用。
六、結語
目前上海地鐵部分線路已投入使用高壓細水霧滅火系統,使用效果良好;無錫地鐵在建項目也正進行高壓細水霧滅火系統設計,完工后將投入使用??梢姼邏杭毸F在地鐵電氣設備房中應用正在逐漸被認同,相信不久的將來細水霧滅火系統必將以其滅火效率高、工程造價低、環境污染小的諸多優點在地鐵電氣火災消防中普遍使用。
參考文獻
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