Анализ факторов, влияющих на вентиляцию эксплуатируемого тоннеля при пожаре Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 625.712.35 О.В. Сологуб

АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО АВТОДОРОЖНОГО ТОННЕЛЯ ПРИ ПОЖАРЕ

Приведен анализ факторов, оказывающих влияние на аварийную вентиляцию автодорожного тоннеля. Даны характеристики основных схем проветривания транспортных тоннелей.

Ключевые слова: вентиляция, автодорожный тоннель, пожар.

'ШЪ озникновение пожара в автодорожном тоннеле - явление

-Я-М чрезвычайно опасное и влечет за собой тяжелые последствия для людей и транспортных средств, находящихся в нем во время пожара.

Опыт эксплуатации транспортных тоннелей показал, что при правильном управлении работой систем противопожарной защиты и вентиляции, можно существенно повысить уровень безопасности людей и транспортных средств, обеспечить их быструю эвакуацию во время пожара и создать условия для его тушения различными средствами [1].

Согласно статистическим данным [1] при пожаре в тоннеле люди погибают от следующих причин: от ожогов (18 %); в результате отравления оксидом углерода (48 %); от воздействия оксида углерода и цианидов (16 %); в результате комбинированного воздействия тепла, оксида углерода и других факторов (18 %). Вентиляция в случае пожара в тоннеле является коллективной защитой и, прежде всего, должна обеспечить снижение показателей опасных факторов до предельно допустимых значений.

Большую часть времени эксплуатации тоннелей вентиляция работает в штатном режиме и служит для поддержания уровня допустимых параметров воздуха.

При авариях, связанных с задымлением, пожаром или взрывом, нормальная вентиляция не может обеспечить безопасность людей в подземном сооружении. Поэтому существует необходимость расчета параметров аварийной вентиляции и составления плана ликвидации аварии.

Тоннель

////////К//////////////////////////////////////,

Рис. 1. Пример продольной схемы проветривания транспортного тоннеля

Рис. 2. Пример поперечной схемы проветривания транспортного тоннеля

Основными факторами, которые учитываются при расчете аварийной вентиляции для транспортного тоннеля, являются следующие:

1) Принятая схема и способ вентиляции в нормальном режиме;

2) Г еометрические характеристики тоннеля;

3) Место возникновения пожара;

4) Тип и количество горящего материала и др.

Рассмотрим влияние каждого из факторов отдельно. Транспортные тоннели проветриваются по трём основным

схемам [5]. На рис. 1, 2, 3 представлены примеры вентиляции с продольной, поперечной и полупоперечной схемами соответственно. С использованием продольной схемы проветривается много тоннелей в России, например, Краснополянский, Мацестинский в г. Сочи и др. Эта схема распространена из-за простоты и относительно невысокой стоимости.

Рис. 3. Пример полупоперечной схемы проветривания транспортного тоннеля

При этом сам тоннель является воздуховодом, а проветривание осуществляется, как правило, струйными вентиляторами, установленными под сводом или в специальных камерах и штольнях [5]. Но при возникновении пожара такой вариант схемы в меньшей степени обеспечивает безопасность людей. Высокая температура, токсичные смеси, дым очень быстро заполняют атмосферу тоннеля, создавая угрозу для жизни человека.

Поперечная схема вентиляции применяется для проветривания многих тоннелей Европы, среди них тоннель Gotschna в Швейцарии. Данная схема является самой безопасной в случае пожара, так как, имеющиеся дымовые отверстия в воздуховодах под сводом тоннеля, способствуют удалению дыма и токсичных газовоздушных смесей на поверхность, не распространяясь вдоль по тоннелю. Недостатком такой схемы является высокая стоимость.

При полупоперечной схеме распределения чистый наружный воздух подается принудительно (аналогично поперечному способу), а загрязнённый проходит по всему тоннелю и выходит наружу через порталы и специальные вентиляционные шахты [5]. Полупо-перечная схема проветривания используется для Серебряноборских тоннелей в Москве.

Каждый тоннель уникален по своим геометрическим характеристикам, к которым относятся: длина, площадь поперечного сечения, периметр, угол наклона, наличие поворотов, подъёмов и спусков. С точки зрения пожарной безопасности, большое значение при расчете аварийной вентиляции будет Предельно допустимые концентрации (ПДК) оксида углерода в воздухе транспортной зоны автодорожного тоннеля

Время нахождения транспортных | ПДК СО, мг/м3 ~

5

6 7

60

51

45

41

38

35

26

21

8

9

10 15 20

иметь угол наклона тоннеля. В наклонных тоннелях, особенно подводных, при пожаре возникает тепловая депрессия, которая опасна тем, что при превышении депрессии нормального проветривания, существует вероятность изменения направления движения свежей струи воздуха на путях эвакуации людей.

Следующим фактором, от которого будет зависеть аварийный режим проветривания, является место возникновения пожара. Учитывая место очага пожара, принимается соответствующий режим аварийного проветривания, заключающийся в увеличении или уменьшении подачи воздуха в тоннель, переходе на реверсивную работу вентиляторов или отключении вентиляционных установок на определенное время [2].

Количество и вид горящего материала влияют на изменение состава атмосферы в подземном сооружении. Вдоль автодорожного тоннеля расположены специальные датчики вредных газов, как правило, датчики СО, оксидов азота, которые срабатывают при превышении концентрации вредного газа предельно допустимой в тоннеле. Уже режим «транспортной пробки» может создать неблагоприятные условия для людей. Предельно допустимые концентрации оксида углерода в воздухе транспортной зоны автодорожного тоннеля приведены в таблице [3].

Кроме перечисленных факторов на вентиляцию тоннеля при пожаре оказывают влияние естественные факторы, действующие в момент аварии: разница температур, плотность воздуха у порталов тоннеля, направление ветра [2].

Таким образом, расчёт параметров аварийной вентиляции автодорожного тоннеля в случае пожара, зависит главным образом от принятой схемы и способа проветривания в нормальном режиме при эксплуатации, а также от влияния естественных факторов, места очага пожара, его мощности.

1. Давыдкин Н.Ф., Копылов Н.П., Кривошеева И.Н. Противодымная защита подземных сооружений и прилегающих к ним территорий, зданий и микрорайонов. - М.: Информационно-издательский центр «ТИМР», 1998.

2. Аэрология горных предприятий. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А., Медведев И.И. - М.: Недра, 1987 - С.356-360.

3. СНиП 32-04-97 «Тоннели железнодорожные и автодорожные»

4. Пожарная безопасность метрополитенов: Сборник научных трудов. -М.: ВНИИПО, 1989.

5. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов.— М.: Недра, 1975. ЕШ

Sologub O. V.

ANALYSIS OF FACTORS INFLUENCING THE EXPLOITED ROAD TUNNEL EMERGENCY VENTILATION

An analysis of factors influencing the emergency ventilation of road tunnel is in the article. Characteristics of major transport tunnel ventilation schemes are given.

Key words: ventilation, road tunnel, fire.

— Коротко об авторе ----------------------------------------------------

Сологуб О.В. - аспирантка кафедры «Безопасность жизнедеятельности и гражданская оборона»,

Московский государственный горный университет,

Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru

A