公路隧道火灾逃生条件研究

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摘要 :隧道 内发 生火灾事故 时隧道 内人 员是 否逃生成功需要 采用合适的逃 生条件进行判 别。论 文系统地 总结分析 了火 灾时常
用的几种烟气毒性评价模型 :F E Df f - 展模 型和P us E R 模型 ,并通过对F E D扩展模 型和P u s E R 模型 中的 几种 关键 气体毒 性以及
员 是 否 逃 生 成 功 需 要 采 用 合 适 的 逃 生 条 件 进 行 判 别 。本 文 拟 对 隧道 火 灾 时 的 逃 生 条件 进行 研 究 。
火 灾 中高温烟 气对人 的伤害 主要是 热对流 和热辐 射 。
热 空 气 与 人 体 的热 对 流 速 率 取 决 于 空 气 的 温 度 、身 体 的 着 装 水 平 以及 空 气 的湿 度 。 温 度 超 过 1 2 0 。 C以后 ,人 体 裸 露 的
P u r s e r 模型
P u r s e r 模 型
猴子
Байду номын сангаас猴子
活动的
坐着
C O、C o 2
HC N C O、 HC N 、丙 烯 酸

力 ,缺 氧引起 人体机 能失 常等 ;②刺激性 气体 的刺激 性效
应 ,如S 0 、NO、NO 、HC L 等 引起 的呼 吸道疼 痛 、呼吸 困难 、喉部 痉挛 、支气管 收缩 以及数小 时后肺 部开始 发炎
高 温 危 害 进 行 对 比 分 析 ,提 出 了 以P US E R窒 息 气体 模 型 和 修  ̄ - C r a n e 高温 气体 模 型 作 为 公 路 隧道 火 灾人 员 逃 生 的 条件 。
关键 词 :公路 隧道 ;火 灾;逃生条件 ;毒性评价模型
中 图分类 号 :U 4 5 8 文 献 标 识 码 :A 眼 睛 、 鼻 子 、 嗓 子 和 肺 产 生 刺 激 作 用 , 随 着 刺 激 作 用 的 增 加 ,人 员 的逃 生 能 力 逐 渐 减 弱 。刺 激 的后 果 主 要 与 刺 激 气 体 的浓 度 有 关 。 1 - 3 高 温
对 逃 生 方 向 的 判 别 能 力 。 火 灾 烟 雾 浓 度 的 变 化 或 者 烟 气 的
有 较高 的水蒸 气含量 ,在人 体吸入 后会对 呼吸道 产生更 大
的危害 。 高 温 气 体 的 另 一 种 危 害 是 对 人 体 的 热 辐 射 。 由于 热 辐 射 导致 的 “ 痛阈” ( P a i n T h r e s h o l d)是 指 人 体 在 2 . 5 k W/ m
总3 5 7 期
交通世界 ・ 运 输 车 辆
2 0 1 5 年第1 5 期 ( 5 月 下)
公 路 隧道火灾逃 生条件研 究
赵峰
( 长安大学 ,陕西 西 安 7 1 0 0 6 4
中交 远 洲 交 通 科 技 集 团 有 限 公 司 ,河 北 石 家 庄 0 5 0 0 5 1 )
0引言
当公 路 隧道 内发 生 火灾 事 故 时 ,会 产 生 高 温 、热 辐 射 、贫氧 、低能见 度和各 种致命 的毒性 和 ( 或 )腐蚀 性气 体 ,所有 这些物理 现象都 会对人 员生命 、结构 安全 、设备 和车 辆造成 危害 。火灾烟 气对人 产生 的主要危 害是 能见度 降低 、有 害气体和 高温 ,这时 隧道 内人 员如何 逃生 、是否 逃 生成功 需要建 立适 当的人员 疏散逃 生模型 ,而 隧道 内人
剧 烈 痛 楚 ,逃 生 者 已经 失 去 逃 生 能 力 。 热 辐 射 的两 种 阈值
表1 :不同毒性气体评价模型对E 表[ 3 ]
气体模型 试验动物 活动水

隧道消 防救援和 逃生疏散 时 ,最低能 见度必须在 7 ~I 5 m之
间 。 目前 ,国 内 外 关 于 隧 道 内 人 员 在 火 灾 烟 雾 中行 走 速 度 的研 究 成 果 并 不是 很 多 。
( I n c a p a c i t a t i o n T h r e s h o l d)是 指 在 8 . 6 k W/ m 的 热 辐 射 水 平
下持续 1 mi n 人体接受 的累加剂 量 ( C u mu l a t i v e Do s e)会导
致1 %的 人 员 死 亡 。此 时 ,人 体 由于 接 受 的 累 加 剂 量 已经 比 较 严 重 ,对 于 裸 露 皮 肤 的 伤 害 已经 接 近 于 2 度 烧 伤 并 产 生
等 ;③ 其 他 气 体 ,如 c 0 以及 贫 氧 ( o )引起 呼 吸 频 率 加 快
C r a n e 模型
老 鼠
转动轮
H Cl
F E D 失能模型
F E D 失能模型
C O、H C N、C O
皮 肤将会被 热对流 烧伤 。潮湿 的环境将 会加 剧这种 情况 ,
降 低 临 界 温 度 。 同 时 ,热 空 气 对 呼 吸 道 的伤 害 也 与 空 气 的 湿 度 密 切 相 关 。在 同样 的 温 度 下 ,湿 空 气 由 于 较 干 空 气 具
1火灾对 人的危害
1 . 1能见度 降低 隧道 发生 火灾时 ,火灾烟 气会 减少能 见度并 降低人 员
刺激性 程度不 同均会 导致 人员逃 生速度发 生变 化 。在烟 气 环境 中 ,人要平稳 地行走 ,能见度必须 在7 m以上 ,如果要
能 够 看 清 隧 道 疏 散 标 志 ,能 见 度 则 必 须 达 到 1 5 m。 因此 ,在
的 热辐射 水平 下 持续 2 4 s 会产 生疼 痛 的感 觉 。 “ 失能 阈 ”
1 . 2有害气体
隧道 火灾死 亡人 员 中大部分 ( 约8 5 % )人 员 是 由于 吸
评价气体
备注
人 烟尘及 有毒气 体导 致 昏迷后 死亡 的 。火 灾烟气 的危 害是 多种物质 的综合 效应 ,它包 括①窒 息性气 体或麻 醉性气体 的毒性 效应 ,如cO、HC N等 引起 人 员 昏迷 、丧失 意识 能