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地铁火灾特点分析及预防措施 |消防科普 发布日期:2015-11-02 10:22:26
摘要:近年来,地铁交通作为大城市的交通主体已成为趋势,虽然较于西方四通八达的地铁交通系统,我国的地铁交通起步滞后,但目前处于飞速发展的阶段。由于地铁运行方式的特殊性及火灾事故后果的严重性,各国都特别重视地铁安全问题。本文基于地铁火灾的成因特点及其严重后果提出了一些预防措施,希望能为地铁的防火工作提供一定的指导。
关键词:地铁火灾;特点分析;预防措施
地铁系统的结构复杂、环境密闭、设备集中、人员密度大,一旦发生火灾,其扑救非常困难,所以地铁火灾是城市消防工作的重点和难点。本文在相关文献的基础上,对地铁火灾的特点和预防措施做了较为详细的分析。
1 地铁火灾的特点
1.1 烟气危害大
    有关资料表明,火灾燃烧的产物烟气是火灾致死人命的主要原因,其具体的危害性如下:
    (1)烟气的毒害性。天然物质如木材、羊毛以及人工生产的塑料和橡胶等在燃烧时,烟雾的主要成分是微粒和一些有毒有害气体。国际卫生组织认定,对人体产生有害生理作用的浓度界限:CO(一氧化碳)为0.15%-0.20% ,CO2(二氧化碳)为5%-6.7%,在此浓度环境下,人最长可以逗留时间为30-60 min;较危险的气体有HCN(氰化氢)、丙烯醛、HCl(氯化氢)、氨、SO2(二氧化硫)、H2S(硫化氢)、硝酸和硫酸,以及甲酸和醋酸。当它们达到一定浓度时,就会使人中毒,甚至瞬间死亡。
    (2)烟气的减光性。可见光的波长λ为0.4-0.7μm,而烟粒子的粒径d为几μm到几十μm,由于d>2λ,烟粒子对可见光是不透明的。由于地铁的特定构造,烟气不易散出,因此疏散指示器照明作用降低,甚至失去指示功效。据日本自治省消防厅研究所资料表明: 当烟气浓度按减光系数达到0.1 m- 1时,人的行进速度急剧下降,人的思考力和判断力也随之下降;当减光系数达到0.6 m- 1时,人的步行速度接近于零,已无法自行脱险;当疏散走道上照明强度小于1 lx 时,人员就会开始发生心理动摇,产生轻生的思想。
    (3)烟气的爆炸性。烟气中的不完全燃烧产物,如CO、H2S、HCN等一般都是易燃物质,而且这些物质的爆炸下限都不高,极易与空气形成爆炸性的混合气体。
    (4)地铁火灾容易形成气浪。由于地铁工程散热排烟口少,燃烧产生的热会加热地铁内烟气,使其膨胀,加快烟气流动速度,形成高温气浪,使人员逃生更加困难。
    (5)烟气流动速度快。地铁发生火灾时,烟气的前锋流速约为1.75-2.40 m/s,由于地铁烟气的排出口亦是人员的逃生口,而在照明系统正常的情况下,人员的疏散速度只有烟气速度的一半,因而更易受到烟气的危害。
(6) 火灾烟雾中的潜在危险大。由于地铁系统的特殊性,一旦遭遇火灾,烟雾不易扩散,特别是地铁系统中使用的有机高分子装饰材料,一旦遇到火灾,很容易产生有毒气体(表1)。但当达到一定浓度时,就会使人中毒,特别是某些高毒类的有害气体,甚至会引起人员的瞬间死亡。另外,由于烟雾粒子对光具有很强的吸收和散射作用,使人员疏散变得困难。
表1. 可燃物燃烧时产生的有毒气体
可燃物名称
有毒气体
人造纤维
CO2、CO
聚四氟乙烯(特氟陶)
CO2、CO
聚苯乙烯(PS)
苯、甲苯
聚氟乙烯
CO2、CO
聚氯乙烯(PVC)
HCl、CO
酚树脂
氨、氰化物、CO
三聚氰胺-醛树脂
氨、氰化物、CO
环氧树脂(EP)
丙酮
 
1.2 疏散难度大
(1) 客流量大。地铁作为现代城市的主要交通工具之一,其便利快捷受到广大市民的青睐,因此客流量非常大。据统计,莫斯科地铁日均客运量达800万人次,高居世界首位;北京市地铁日均客流量达125万人次;上海已建成运营的地铁一号、二号线和明珠线日均客流总量为100万人次,其中,地铁人民广场站日均客流量为25万人次,地铁的满载率和单车运行均居世界第一。因此地铁发生火灾事故时,要组织有序的疏散相当困难。
(2)逃生途径少。地铁运营环境的特殊性,使其提供给乘客安全逃生途径单一。地铁的安全出口较少,一般是进出两用通道,除此之外既没有供乘客使用的垂直电梯(设计上仅考虑残疾人专用电梯),也没有紧急避难场所。
(3)垂直高度大。世界上仅考虑商业运营的地铁,一般建在地下15米左右,如上海地铁一号线的垂直深度为地下7至25米。考虑商业和战备兼顾的地铁,则一般建在深达30-70米左右的地下,如日本东京都营大江户地铁线,其中六本木车站共七层,深入地下达42.3米,光台阶就有200多级。突发火灾事故后,乘客从站台及站厅层仅凭体力往地面逃生,既耗时又耗力,再加上不安全因素,安全逃生的把握不大,对老弱病残乘客而言更是凶多吉少。
(4)逃生距离长。由于地铁站长度一般都在50米以上,地铁从乘客下车到走出地铁口,平均4-5分钟,一旦突发火灾事故,乘客会习惯性地选择平常行走相对熟悉的路线或盲目跟随他人逃生。这对选择较长路线逃生的乘客来说,被困受害的可能性就很大。以上海地铁人民广场站为例,该站共有12个出入口,其中5个直通地面,7个通道连通地下商场(4个通道中间设有防火卷帘),12条疏散通道中有10条逃生距离在100 m 以上,最远的达260 m,一旦突发火灾事故,地铁内人员被困受害的可能性相当大。
(5)允许逃生的时间短。试验证明,允许乘客逃生只有五分钟左右的时间。针对地铁火灾事故,日本消防部门曾做过实验,日本地铁的车厢虽被确认具有不易燃烧性(与上海、北京相似),但起火后,快则1分半钟,慢则8分钟就会出现对人体有害的气体。2至5分钟内,车厢内烟雾弥漫就无法看清楚逃生出口,相邻的车厢在5至10分钟内也会出现相同情形。另外,车内乘客的衣物一旦引燃,火势能在短时间内扩大,允许逃生的时间则更短。
(6)障碍物阻隔。突发火灾事故中,大量乘客会同时涌向狭窄的通道及楼梯,另外,一般在入口处设置的自动检票装置等障碍物严重也影响了乘客的快速逃生。这样就严重阻碍了人员的疏散,延滞了人员的疏散时间。而列车若在隧道内发生火灾,乘客逃生的唯一通道是列车首尾一扇宽度仅为80 cm的直通式紧急疏散门,其后果可想而知。
    (7)乘客逃生意识差异大。地铁站台(厅)或列车内突发火灾事故后,险恶的灾害环境,使乘客容易产生恐慌及焦虑心理。这对逃生意识较强、通道较熟悉的乘客来说,还能冷静判断险情,相对准确的采取自救措施,安全逃生的可能性也就较大。但就自救意识较差的乘客而言,从众是多数人的选择,争先恐后拥向出口处时,被踩、挤、压倒地后,易导致群死群伤。另外,因恐惧迷失方向后,易导致被困直接致伤或致死。
1.3 灭火救援难度大
火灾发生后,地铁隧道内烟雾大,能见度低、散热慢、温度较高,极易造成人员伤亡。并且地铁构造是相对封闭的地下系统,发生火灾后的救护工作十分困难。

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