隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)及其方法，所述系統(tǒng)包括：排煙風(fēng)道、監(jiān)控裝置，以及風(fēng)機(jī)，所述排煙風(fēng)道開設(shè)有多個排煙口，所述風(fēng)機(jī)與所述排煙口縱向交錯布置，全部所述風(fēng)機(jī)均與所述監(jiān)控裝置進(jìn)行控制連接。所述方法通過所述監(jiān)控裝置控制該管段上的各風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)速和風(fēng)向，降低該管段的自然風(fēng)速，同時由鄰近該處的排煙口將煙氣吸入排煙風(fēng)道內(nèi)進(jìn)行排出。本發(fā)明能夠有效的降低隧道管段的自然風(fēng)速，有利于將隧道內(nèi)的煙氣由排煙口進(jìn)入排煙風(fēng)道內(nèi)進(jìn)行排出，避免煙氣過度多快擴(kuò)散，保證隧道管段一定范圍內(nèi)煙氣流動呈現(xiàn)一定規(guī)律，使隧道內(nèi)的能見度、溫度、有毒有害氣體濃度等達(dá)到一種可控狀態(tài)，為隧道消防救援和疏散提供安全、舒適的環(huán)境。
【專利說明】隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及排煙系統(tǒng)設(shè)計的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，長大隧道的建設(shè)越來越頻繁，其帶來的社會經(jīng)濟(jì)效益也日益顯著。但同時，由于隧道結(jié)構(gòu)自身的一些特點，諸如對外出口少，比較封閉，自然排煙困難等，使得其內(nèi)部一旦發(fā)生火災(zāi)將對隧道結(jié)構(gòu)以及其內(nèi)乘行人員的生命安全造成極大的威脅，并且給疏散逃生救援工作帶來極大的困難。已有災(zāi)害事故資料統(tǒng)計表明，諸如隧道類線性結(jié)構(gòu)的封閉環(huán)境會造成的疏散困難、救援困難、排煙困難，使得其內(nèi)部的一旦發(fā)生火災(zāi)，相對于地面建筑更具危險性；同時，這些地下結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜、人流量大，面臨突發(fā)性災(zāi)害很難及時有效處置，容易導(dǎo)致人員群死群傷，造成巨大的財產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會影響。
[0003]由于在隧道中溫度、煙霧和有毒氣體都足以致命，許多學(xué)者對這個問題都進(jìn)行過深入的探討。已有研究表明，導(dǎo)致人員死亡的原因主要是逃生過程中吸入了煙氣顆粒。煙氣對人的危害主要有:吸入熱氣流灼傷呼吸道；煙氣中含有有毒和麻醉性的氣體；由于空氣中氧的含量很低導(dǎo)致窒息；刺激眼睛及呼吸道、妨礙視線，不利于人們的疏散。因此，在長距離隧道中有效地排放煙氣或者對煙氣流進(jìn)行合理的更換控制是相當(dāng)重要的。
[0004]目前隧道排煙的設(shè)計基本上和通風(fēng)方式相結(jié)合，在正常情況為通風(fēng)功能，滿足環(huán)保的要求，而在火災(zāi)情況下為排煙、控?zé)煿δ?，其主要目的是為司乘車人員創(chuàng)造一個安全舒適的疏散環(huán)境，同時幫助救火人員快速方便到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場。排煙的方式可以歸為兩種:橫向排煙方式和縱向排煙方式。所謂橫向式是通過沿隧道的整個長度持續(xù)均勻的送風(fēng)或排風(fēng)來實現(xiàn)通風(fēng)排煙的目的?？v向通風(fēng)方式就是通過在隧道內(nèi)產(chǎn)生縱向風(fēng)流達(dá)到通風(fēng)排煙目的。
[0005]國內(nèi)外已建隧道救援疏散可以通過以下幾種方式來實現(xiàn):
[0006]①橫向聯(lián)絡(luò)通道逃生
[0007]雙管隧道沿隧道縱向，每隔一定間距設(shè)置橫向聯(lián)絡(luò)通道將兩隧道聯(lián)通，實現(xiàn)火災(zāi)逃生及救援。
[0008]②縱向通道逃生
[0009]利用平行于隧道方向的獨立隧道或在隧道內(nèi)行車路面以下的空間建成縱向逃生通道，每隔一定間距設(shè)置緊急出口或滑行坡道與路面之下的逃生通道聯(lián)通，以逃離火災(zāi)危險。
[0010]③縱-橫通道結(jié)合逃生
[0011]沿隧道縱向每隔一定間距設(shè)置緊急出口或滑行坡道與路面之下的逃生通道聯(lián)通，形成人員疏散通道；同時，每隔一定間距設(shè)置橫向聯(lián)絡(luò)通道將兩隧道聯(lián)通，進(jìn)行車輛疏散及消防救援。
[0012]已有的單一縱向救援疏散方式火災(zāi)情況下，受煙氣蔓延的影響，車道層的能見度、溫度、有毒有害氣體的濃度分布規(guī)律具有很大隨機(jī)性，不利于消防救援和人員疏散工作的展開。
[0013]因此，本 申請人:致力于開發(fā)一種能夠?qū)λ淼纼?nèi)的煙氣情況進(jìn)行實時監(jiān)控和自動快速有效排出的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)及其方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明是提出一種能夠?qū)λ淼纼?nèi)的煙氣情況進(jìn)行實時監(jiān)控和自動快速有效排出的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)及其方法。
[0015]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，其包括:沿隧道縱向延伸設(shè)置的排煙風(fēng)道，用于確定隧道內(nèi)火災(zāi)位置、火災(zāi)規(guī)模及空氣流動特性的監(jiān)控裝置，以及用于改變隧道內(nèi)氣流方向和速度的風(fēng)機(jī)。
[0016]所述排煙風(fēng)道朝向所述隧道內(nèi)部導(dǎo)通開設(shè)有多個排煙口，多組所述風(fēng)機(jī)沿所述隧道縱向排列布置，所述風(fēng)機(jī)與所述排煙口縱向交錯布置，全部所述風(fēng)機(jī)均與所述監(jiān)控裝置進(jìn)行控制連接。
[0017]所述監(jiān)控裝置監(jiān)控到所述隧道內(nèi)的某管段需要進(jìn)行排煙時，控制該管段上的各風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)速和風(fēng)向，降低該管段的自然風(fēng)速，同時由鄰近該處的排煙口將煙氣吸入排煙風(fēng)道內(nèi)進(jìn)行排出。
[0018]較佳的，縱向相鄰的兩個所述排煙口之間至少布置有一組所述風(fēng)機(jī)。
[0019]較佳的，縱向相鄰的兩組所述風(fēng)機(jī)之間至少布置有一個所述排煙口。
[0020]較佳的，所述風(fēng)機(jī)為雙向可逆可調(diào)速射流風(fēng)機(jī)。
[0021]較佳的，所述排煙風(fēng)道的兩端口上均設(shè)置有排煙風(fēng)機(jī)。
[0022]較佳的，在每一所述排煙口對應(yīng)設(shè)置有一電動開關(guān)門，所述電動開關(guān)門與所述監(jiān)控裝置控制連接。
[0023]較佳的，相鄰所述排煙口間隔100-200m。
[0024]本發(fā)明還提出一種隧道內(nèi)排煙方法，采用上述的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)進(jìn)行排煙，包括以下步驟:首先通過所述監(jiān)控裝置快速探測到某段隧道內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生并進(jìn)一步確定火災(zāi)位置、火災(zāi)規(guī)模及該段隧道內(nèi)空氣流動特性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)目標(biāo)控制，自動和/或結(jié)合操作員手動的調(diào)節(jié)控制相應(yīng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，使火災(zāi)區(qū)段的自然風(fēng)速趨向于零，同時開啟著火點范圍內(nèi)的排煙口，實現(xiàn)煙氣快速通過對應(yīng)排煙口被排煙風(fēng)道吸入并排出，排煙過程中，監(jiān)控裝置保持對該段隧道內(nèi)空氣流動特性的動態(tài)監(jiān)測，對風(fēng)機(jī)運行狀態(tài)進(jìn)行實時調(diào)難
iF.0
[0025]本發(fā)明的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)及其方法的有益效果如下:
[0026]本發(fā)明通過監(jiān)控裝置及其方法能夠?qū)λ淼纼?nèi)的煙氣情況進(jìn)行實時監(jiān)測，并通過操控各風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)速和風(fēng)向以及排煙道的工作狀態(tài)，有效的降低隧道管段的自然風(fēng)速，有利于將隧道內(nèi)的煙氣由排煙口進(jìn)入排煙風(fēng)道內(nèi)進(jìn)行排出，避免煙氣過度過快擴(kuò)散，保證隧道管段一定范圍內(nèi)煙氣流動呈現(xiàn)一定規(guī)律，使隧道內(nèi)的能見度、溫度、有毒有害氣體濃度等達(dá)到一種可控狀態(tài)，為隧道消防救援和疏散提供安全、舒適的環(huán)境。
[0027]應(yīng)用了本發(fā)明的隧道，在發(fā)生火災(zāi)的情況下，可對火災(zāi)情況下隧道內(nèi)煙氣流動進(jìn)行控制，能夠有效保護(hù)隧道襯砌結(jié)構(gòu)免受火災(zāi)下的高溫輻射，配合隧道消防救援以及疏散構(gòu)造，一方面可以利用平行于隧道方向的獨立隧道或在隧道內(nèi)行車路面以下的空間建成縱向逃生通道展開；另一方面，由于火災(zāi)的發(fā)展能得到有效的控制，可以在沿車道層進(jìn)行疏散后，消防救援通過車道層展開。將單一縱向救援疏散模式和重點排煙系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合。在火災(zāi)發(fā)生第一時間，本發(fā)明可以通過監(jiān)控裝置確定火災(zāi)位置、火災(zāi)規(guī)模及隧道內(nèi)空氣流動特性，在此基礎(chǔ)上，通過手動或自動地調(diào)節(jié)對應(yīng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，使火災(zāi)區(qū)段的隧道管段的自然風(fēng)速降低歸零，同時開啟著火點范圍內(nèi)的重點排煙口，進(jìn)行排煙作業(yè)。
[0028]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為具體實施例隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為具體實施例隧道橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為具體實施例的隧道內(nèi)排煙方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0032]如圖1和圖2所示，本實施例的一種隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，其包括:沿隧道100縱向延伸設(shè)置的排煙風(fēng)道200，用于確定隧道內(nèi)火災(zāi)位置、火災(zāi)規(guī)模及空氣流動特性的監(jiān)控裝置300，以及用于改變隧道內(nèi)氣流方向和速度的風(fēng)機(jī)400。
[0033]如圖1所示，本實施例的排煙風(fēng)道200朝向隧道I內(nèi)部導(dǎo)通開設(shè)有多個排煙口210，多組風(fēng)機(jī)400沿隧道I縱向排列布置，風(fēng)機(jī)400與排煙口 210縱向交錯布置，全部風(fēng)機(jī)400均與監(jiān)控裝置300進(jìn)行控制連接。示例性的，如圖1所示，本實施例的縱向相鄰的兩個排煙口 210之間布置一組風(fēng)機(jī)400，縱向相鄰的兩組風(fēng)機(jī)400之間布置一個排煙口 210，在本實施例中一組風(fēng)機(jī)400為設(shè)置在同一隧道橫截面上的兩個并排設(shè)置的風(fēng)機(jī)，圖1中未示出監(jiān)控裝置及隧道具體結(jié)構(gòu)，僅主要示出了風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)道及其排煙口。
[0034]具體的，本實施例的監(jiān)控裝置300監(jiān)控到隧道100內(nèi)的某管段需要進(jìn)行排煙時，控制該管段上的各風(fēng)機(jī)400的輸出風(fēng)速和風(fēng)向，降低該管段的自然風(fēng)速，同時由鄰近該處的排煙口 210將煙氣吸入排煙風(fēng)道200內(nèi)進(jìn)行排出。
[0035]示例性的，如圖1所示，本實施例的風(fēng)機(jī)400為雙向可逆可調(diào)速射流風(fēng)機(jī)，排煙風(fēng)道200的兩端口上均設(shè)置有排煙風(fēng)機(jī)220，在每一排煙口 210對應(yīng)設(shè)置有一電動開關(guān)門(圖中未示出)，所述電動開關(guān)門與監(jiān)控裝置300控制連接，相鄰排煙口 210間隔100-200m。
[0036]具體的，如圖2所示，本實施例的監(jiān)控裝置300包括檢測元件310、攝像頭320、顯示器330和PLC控制器340，將多個檢測元件310和攝像頭320設(shè)置在隧道100內(nèi)，并與PLC控制器340保持控制連接，通過檢測元件310和攝像頭320對隧道內(nèi)的情況進(jìn)行實時檢測和監(jiān)視，檢測元件310可對隧道100內(nèi)的煙氣濃度和流動速度等參數(shù)進(jìn)行檢測并反饋到PLC控制器340上，通過攝像頭320和顯示器330可對隧道內(nèi)的實時情況進(jìn)行有效了解，并通過PLC控制器340控制相應(yīng)風(fēng)機(jī)400的風(fēng)速和風(fēng)向，弓丨導(dǎo)隧道100內(nèi)的氣流通過鄰近的排煙口210進(jìn)行快速有效的排放。
[0037]當(dāng)然了，在其他具體實施例中，監(jiān)控裝置可以根據(jù)實際需要采用其他外購件進(jìn)行組裝使用，如采用計算機(jī)配合各類傳感器進(jìn)行監(jiān)控使用等，風(fēng)機(jī)和排煙風(fēng)機(jī)的具體型號和設(shè)置數(shù)量也可以根據(jù)需要進(jìn)行選購和設(shè)置，如縱向相鄰的兩個所述排煙口之間還可以布置有多組所述風(fēng)機(jī)，縱向相鄰的兩組所述風(fēng)機(jī)之間還可以布置有多個所述排煙口，此處不再贅述。
[0038]示例性的，利用本實施例的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)進(jìn)行排煙的隧道內(nèi)排煙方法具體如下:
[0039]如圖3所示，在應(yīng)用了本實施例隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)的隧道內(nèi)，如果隧道內(nèi)的某處發(fā)生火災(zāi)，通過監(jiān)控裝置300可以快速探測到火災(zāi)的發(fā)生并進(jìn)一步確定火災(zāi)位置、火災(zāi)規(guī)模及該段隧道內(nèi)空氣流動特性，并建立空氣特性預(yù)測模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)目標(biāo)控制，自動和/或結(jié)合操作員手動的調(diào)節(jié)控制相應(yīng)風(fēng)機(jī)400的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，使火災(zāi)區(qū)段的自然風(fēng)速趨向于零(無限接近于零或等于零)，將煙氣壓制在火災(zāi)區(qū)段內(nèi)，同時開啟著火點范圍內(nèi)的排煙口 210，使得該火災(zāi)區(qū)段的煙氣不再擴(kuò)散，實現(xiàn)煙氣快速通過對應(yīng)排煙口 210被排煙風(fēng)道200及時吸入并排出，排煙過程中，監(jiān)控裝置300保持對該段隧道內(nèi)空氣流動特性的動態(tài)監(jiān)測，實時調(diào)整空氣特性預(yù)測模型，對風(fēng)機(jī)400運行狀態(tài)進(jìn)行實時調(diào)整，使得一定時間隧道內(nèi)的車道層一定高度范圍內(nèi)(2m)的能見度、溫度、有毒有害氣體的濃度能夠控制到一定的程度和范圍，滿足消防救援及疏通逃生的要求。
[0040]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，包括沿隧道縱向延伸設(shè)置的排煙風(fēng)道，所述排煙風(fēng)道朝向所述隧道內(nèi)部導(dǎo)通開設(shè)有多個排煙口，其特征在于:所述隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)還包括: 用于確定隧道內(nèi)火災(zāi)位置、火災(zāi)規(guī)模及空氣流動特性的監(jiān)控裝置，以及用于改變隧道內(nèi)氣流方向和速度的風(fēng)機(jī)； 多組所述風(fēng)機(jī)沿所述隧道縱向排列布置，所述風(fēng)機(jī)與所述排煙口縱向交錯布置，全部所述風(fēng)機(jī)均與所述監(jiān)控裝置進(jìn)行控制連接； 所述監(jiān)控裝置監(jiān)控到所述隧道內(nèi)的某管段需要進(jìn)行排煙時，控制該管段上的各風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)速和風(fēng)向，降低該管段的自然風(fēng)速，同時由鄰近該處的排煙口將煙氣吸入排煙風(fēng)道內(nèi)進(jìn)行排出。
2.如權(quán)利要求1所述的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，其特征在于:縱向相鄰的兩個所述排煙口之間至少布置有一組所述風(fēng)機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，其特征在于:縱向相鄰的兩組所述風(fēng)機(jī)之間至少布置有一個所述排煙口。
4.如權(quán)利要求1所述的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)為雙向可逆可調(diào)速射流風(fēng)機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，其特征在于:所述排煙風(fēng)道的兩端口上均設(shè)置有排煙風(fēng)機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，其特征在于:在每一所述排煙口對應(yīng)設(shè)置有一電動開關(guān)門，所述電動開關(guān)門與所述監(jiān)控裝置控制連接。
7.如權(quán)利要求1所述的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)，其特征在于:相鄰所述排煙口間隔100-200m。
8.—種隧道內(nèi)排煙方法，其特征在于:采用權(quán)利要求1-7任一項所述的隧道內(nèi)排煙系統(tǒng)進(jìn)行排煙，包括以下步驟: 首先通過所述監(jiān)控裝置快速探測到某段隧道內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生并進(jìn)一步確定火災(zāi)位置、火災(zāi)規(guī)模及該段隧道內(nèi)空氣流動特性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)目標(biāo)控制，自動和/或結(jié)合操作員手動的調(diào)節(jié)控制相應(yīng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，使火災(zāi)區(qū)段的自然風(fēng)速趨向于零，同時開啟著火點范圍內(nèi)的排煙口，實現(xiàn)煙氣快速通過對應(yīng)排煙口被排煙風(fēng)道吸入并排出，排煙過程中，監(jiān)控裝置保持對該段隧道內(nèi)空氣流動特性的動態(tài)監(jiān)測，對風(fēng)機(jī)運行狀態(tài)進(jìn)行實時調(diào)整。
【文檔編號】E21F1/00GK104153805SQ201410373141
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】寧佐利, 顧金龍, 王莉, 胡波, 胡崢, 王曉波, 劉濤, 宋飛 申請人:上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院