地铁防排烟设计及烟气控制系统研究项目获奖

慧聪消防网讯公安部天津消防研究所承担的公安部科研计划项目《色谱/质谱（GC/MS）法在火灾原因鉴定中的应用》和国家“十五”滚动科技攻关计划《地铁防排烟设计参数及烟气控制系统研究》专题双双获得2010年度公安部科学技术二等奖。另有公安部应用创新计划项目《液体氧化性物质火灾危险性分级试验方法及试验装置的研究》获得2010年度公安部消防局科学技术三等奖。

《色谱/质谱（GC/MS）法在火灾原因鉴定中的应用》科研技术项目是通过模拟火灾现场条件试验，在搭建的实验平台中，制备不同燃烧形式的标准样品，利用对比技术、提取离子技术，分别对汽油、柴油、油漆稀释剂等常见易燃液体及其燃烧残留物进行了色质谱特征峰研究，并提出了具体判定助燃剂种类的方法和依据。

该项目首次建立了样品实验室预处理技术以得到良好的排除基质干扰的方法，并形成了《火场易燃液体残留物实验室提取方法》系列国家标准；该项目通过特征物质提取离子谱图与总离子谱图比对的方法鉴定易燃液体以其燃烧残留物，建立了常见易燃液体及干扰物的GC/MS谱图库，建立了识别易燃液体以其燃烧残留物鉴别特征的GC-MS方法，并制订了国家标准《火灾技术鉴定方法第5部分：气相色谱-质谱(GC/MS)法》；建立的GC/MS基础谱图为火灾物证标准谱库软件提供了丰富的数据资料。该项目的研究成果经过多年的实际火灾现场物证鉴定应用，为各地公安机关和消防机构准确认定火灾原因起到了重要作用，为科学、快速准确地查明火灾原因，判明火灾性质提供了更加坚实的科学依据，为快速侦破放火恶性犯罪案件提供了相当关键的证据和线索。尤其在重特大火灾原因认定中起到了至关重要的作用，为国家安全和社会和谐稳定作出了突出贡献，如2007年“11.14”承德歌都歌厅火灾”、2009年成都“6.5”公交车火灾”以及2010年无锡“7.4”雪丰钢铁有限公司班车火灾等。

图1《色谱/质谱（GC/MS）法在火灾原因鉴定中的应用》成果—相关标准

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图2《色谱/质谱（GC/MS）法在火灾原因鉴定中的应用》成果—用户使用报告

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《地铁防排烟设计参数及烟气控制系统研究》是国家“十五”滚动科技攻关计划项目，它通过对大量国内外关于地铁防排烟系统的相关设计规范、研究文献和实际工程实例的研究，分析总结了典型地铁站厅、站台和区间隧道的几何结构尺寸，对地铁的火灾危险源进行了分析，研究比较了国内外有关烟控理论方法和应用技术，开展了地铁行李火灾调研与足尺实验，建立了地铁初期火灾烟控系统实验模化系统。在天津地铁一号线和广州地铁二号线开展了实体火灾试验研究，并利用数值模拟技术进行了验证与修正。

该项目通过对地铁乘客中两种类型人员（出差、务工、探亲、旅游人员和本地市民出行人员）所携带行李的平均重量的统计分析，得出了行李火灾的发展规律，并确定了相应的火灾类型、最大热释放速率以及设计火灾场景；分析了不同类型火灾最大热释放速率，对比研究了火灾烟气生成量的实验测量方法，通过对各种羽流模型的对比分析，筛选并确定了适合用于地铁火灾分析的羽流模型并编制了相应计算软件；通过对区间隧道、地铁车站站台、站厅火灾烟控系统的临界风速的分析研究，得出了不同火灾热释放速率条件下防止烟气蔓延的临界风速的合理建议值；研究了地铁区间隧道内、站台区域内、站厅区域内的火灾烟气控制方法，并利用天津地铁一号线南楼站进行了实体火灾模拟热烟和冷烟试验，并采用数值模拟分析验证，对影响排烟系统和防烟性能的主要因素进行了分析，提出改进排烟系统性能的技术措施，确定了烟控系统的主要设计参数；提出了地铁初期火灾烟气控制方法及人员疏散原则和有效性的评估方法，研究建立了一套控制地铁初期火灾烟气流动的烟气控制模化实验系统，提出了地铁车站地面风亭烟气倒灌成因及其防治措施，并利用广州地铁2号线进行了实体火灾试验和数值模拟分析，得出了环境温度与风速、人员出入口相对位置和排烟口高度等因素对地面风亭排烟效果的影响规律。该项目研究成果对于防治地铁火灾，减少火灾初期时的人员伤亡与财产损失和指导地铁防排烟设计有着重要意义，为完善我国地铁防排烟控制技术，制修订相关国家标准提供科学的技术支持。

图3天津地铁一号线南楼站站台冷烟试验照片

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图4天津地铁一号线南楼站站台热烟试验照片

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图5天津地铁一号线南楼站站台排烟情况

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《液体氧化性物质火灾危险性分级试验方法及试验装置的研究》为公安部应用创新计划项目。它参照联合国《关于危险货物运输的建议书—试验和标准手册》，建立了液体氧化性物质火灾危险性分级试验装置，在此基础上并对3种参照物质与纤维素的混合物进行了试验，以此验证装置的性能，装置的技术指标完全符合相关要求，而且数据处理方便、准确，界面友好；在完成装置研制及标准物质试验基础上，该项目还对6种典型的氧化性液体进行了试验，并给出了分类；整套试验方法的建立为制定“液体氧化性物质火灾危险性分级试验方法”标准，也为相关的防火设计、防火规范及消防基础科学研究奠定了基础。

该研究工作的完成，标志着已形成了一套完整的危险化学品火灾危险性测试装置系列，并在此基础上形成一个系统科学的量化分级方法。所建立的试验方法及试验装置均已达到国际先进水平。该系列试验方法和试验装置既能和国际组织及工业发达国家的标准接轨，又符合我国现行的法律法规。这也为各级消防监督部门规范易燃易爆化学物品的消防监督管理提供了技术支持，进而减少或避免重大火灾事故的发生。

图6液体氧化性物质火灾危险性分级试验装置

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图7项目成果—相关标准

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