關鍵詞:城市綜合管廊;消防標準;火災研究;消防設計;交通隧道0引言公路隧道、地鐵隧道等傳統交通隧道火災研究已取得一些系統性成果。BEARD等*早從工程實踐的角度總結了火災探測和各類主、被動防火策略的問題、要求、當前科學技術發展，提出了交通隧道火災下的人員應急措施、消防安全管理方案和工程應急程序的建議。INGASON等著重于梳理隧道火災問題的理論科學進展(物理現象和動力學基礎)，同時引申出相應的預測方法指南。這2本專著為隧道火災研究與消防實踐提供了詳實的指導，但都未涉及綜合管廊火災問題。當前對綜合管廊這類新型隧道火災的研究仍處于起步階段。早期管廊火災的研究內容局限于工程經驗探討，近年來，開始利用試驗、仿真等科學手段進行論證，探索相應的火災規律，但相比成熟系統的交通隧道火災研究還不夠完善，未曾明確綜合管廊與交通隧道兩者的差異帶來的火災問題和研究方法的區別。張書豪綜述了綜合管廊燃氣火災和爆炸安全的相關研究成果，但是缺乏對綜合管廊普遍發生電纜火災的研究成果的歸納和探討。1城市綜合管廊的概念綜合管廊定義為建于城市地下用于容納2類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施，一般容納的市政管線有供水管道(包括給水管道、中水管道和消防管道)、排水管道(包括雨水管道和污水管道)、燃氣管線、電力電纜、通信電纜和熱力管道等。2城市綜合管廊的發展借鑒綜合管廊在shijiegeguo近200年的發展經驗，我國當前穩步推進管廊建設的啟示包括:充分借鑒管廊發展的歐洲模式和日本模式，促進綠色發展;完善法律法規體系，規范管廊建設和改造;統籌管廊建設時序和地域，實現地上地下統一規劃;推進新工藝(大數據、物聯網、建筑信息模型、地理信息系統、機器人及智慧運維平臺)的開發和使用;實現規劃、建設、運維全過程綜合化管理。3城市綜合管廊的火災危險性根據綜合管廊災害事故統計，地震和火災是其面臨的2大主要災害。潛在的火災危險類型主要有電力電纜火災、燃氣火災和污水管道火災等?；诰C合管廊火災案例研究，發現綜合管廊內起火原因多樣，通常有電氣火災(短路、接觸不良、線路超負荷和漏電)、明火火災(人為入侵、非標準化作業)和可燃物泄漏火災。綜合管廊火災特點為:可燃物種類多，數量大，燃燒時間長;空間受限，燃燒過程復雜;火場環境惡劣，撲救困難;影響范圍廣。4城市綜合管廊火災研究進展4.1基礎問題研究4.1.1綜合管廊火災問題的特殊性近年來，針對綜合管廊火災問題的研究剛起步，而之前國內外學者已在相關的電力電纜燃燒特性及行為和隧道火災動力學等方向開展了豐富的研究，取得了豐碩的研究成果。對隧道火災的研究，著重于交通隧道火災領域，其中封堵隧道火災這類場景與綜合管廊存在相似之處，但綜合管廊作為一類特殊的市政隧道，與隧道在以下方面仍有所區別。1)管廊結構。2)可燃物種類及布置。3)通風排煙設計。4.1.2綜合管廊火災研究現狀近2年，在國內外研究者的持續推動下，深層次研究自動滅火系統、通風排煙、探測報警、燃氣爆炸及基礎火災動力學。在探測報警方面，蔡宙、李陳瑩等對比點型感煙探測器、線型感溫電纜探測器、分布式光纖探測器和圖像型探測器試驗，分別考量了核電廠綜合管廊電纜密集交叉區、普通電力艙火災場景，建議考慮日常管廊實時溫度場監測，結合布置分布式光纖感溫火災探測器和圖像型火災探測器。4.1.3我們的相關研究通過近年來的研究，取得的主要成果包括:1)自行研制1∶8城市綜合管廊火災試驗平臺。2)自主發明了1種熱煙試驗發煙系統和1種基于光流技術的煙氣二維速度場測量方法。3)研究了管廊常用10kV阻燃電纜的燃燒特性及行為，定量分析了管廊內燃燒強化現象。4)建立了頂棚射流*高溫度的縱向衰減預測模型，并重新判定了Delichatsios高估的斯坦頓數;數學表征了豎直溫度分布的自相似性;整合2個維度(縱向、豎向)，建立了綜合管廊火災強羽流驅動的頂棚射流二維溫度場的經驗性預測框架。5)針對一端強制通風導致火源的熱釋放速率增大的現象，開展了考慮環境風下羽流特性的綜合管廊事故中排煙模式的優化研究和事故后排煙模式研究，實踐論證了相鄰2個防火分區設置通風區間的可行性。正在進行和未來的研究方向包括:密閉環境下的電纜火災動力學、通風等邊界條件介入后的極端火行為、綜合管廊*優通風排煙策略及智能化控制、綜合管廊機器人智慧探測方法等。4.2實踐應用研究1999年，CANTO-PERELLO等梳理了綜合管廊的發展歷史，探討了管廊在可持續發展中的關鍵作用和可行性。同時提出管廊日常運營時在消防安全方面需要注意的要求。隨后，建立了一種結合彩色編碼尺度、德爾菲法和層次分析法的專家系統，為管線的安全系統規劃決策提供支持。管廊發展初期，工程師也從自身經驗對消防設計提出意見:在初期火災時可設置滅火器配置點，還可配置推車式干粉滅火器進行防護冷卻滅火;提倡使用高壓細水霧系統保護電纜。2012年，綜合管廊國家標準、發布前(盡管其對消防系統要求條文也比較簡單，依賴設計者自己分析把握)，對于消防滅火系統各地的消防審批部門有不同的做法，防火分區甚至有劃分到300～900m。綜合管廊自動滅火系統通常有水噴霧、細水霧、超細干粉、氣溶膠等多種。目前有2大趨勢:用超細干粉滅火系統取代傳統S型氣溶膠;②高壓細水霧滅火系統取代水噴霧滅火系統。TOMAR同樣認為技術性能高壓細水霧具備優勢，目前爭議點在于1套系統到底能保護多少個防護區。監控與探測方面，越來越多的學者和設計單位考慮選用光纖傳感技術。1997年，ISHII等論證了管廊內應用光纖進行溫度探測的可行性。王鵬等認為如考慮溫度報警及時性及規范支持，使用光纖光柵測溫技術;如更多考慮報警準確性、可靠性及后期維護費用，建議使用分布式光纖測溫;如考慮初始造價，建議采用感溫電纜。戴文濤建議電力艙接頭區采用非接觸纜式線型感溫火災探測器;謝軍提出綜合管廊群監控概念。未來的管控需要應用物聯網、人工智能、建筑信息模型、地理信息系統、云計算、大數據等新技術，搭建實時共享、仿真及分析功能的綜合管廊可視化管理平臺，納入智能消防應急疏散系統，開發巡檢機器人補充甚至代替人員巡檢。5城市綜合管廊消防規范要求我國在統籌、指導新建、擴建和改建的綜合管廊指南是《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838—2015)(簡稱新版)。在消防安全方面，相對于《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838—2012)(簡稱舊版)，新版規定更明確，同時體現了規劃先行、適度超前、因地制宜、統籌兼顧的原則。世界范圍內，綜合管廊的消防設計應根據國情和實踐情況研究制定，當涉及具體消防設計時，不同的規范要求，乃至工程實施存在較大差異。在結構設計上，類似我國要求，西班牙Lezkairu綜合管廊工程、卡塔爾Lusail城市綜合管廊采用防火墻結合防火門劃分防火分區。但Lezkairu管廊分區長度達到400m;韓國20世紀建造的管廊甚至不設防火分區，某些研究者提出的建議也是*低500m。阿布扎比管廊設計手冊指出防火墻的設置根據地方當局的要求，可能需要，并非強制。中國臺灣的《共同管道工程設計規范》也未對設置防火分區作出明確要求。通風排煙設計上，我國推拉型縱向通風方式與日本的要求以及其他多數國家的實際案例基本一致。印度不設置防火分區，采用更為經濟的射流風機形式。相比我國執行事故后機械排煙，西班牙、馬來西亞則依據煙氣探測自動觸發排煙系統，進行火災事故中排煙。Lezkairu管廊要求排煙風機在400℃以內持續工作2h。近年來，我國連續發布了《城市工程管線綜合規劃規范》、《城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術標準》、《城市地下綜合管廊建設規劃技術導則》和《城市地下綜合管廊運行維護及安全技術標準》，與此同時，一些行業協會，如中國工程建設標準化協會牽頭制定《城市地下綜合管廊管線工程技術規程》、《裝配式鋼結構地下綜合管廊工程技術規程》也正在編制，推動綜合管廊規范化進程。中國市政工程協會也立項了《城市綜合管廊消防設施技術規程》和《城市綜合管廊通風設施技術規程》等專業標準編制。地方層面，各省級甚至地級市建設部門都在修訂適宜當地實施的綜合管廊規程，統計見表1。表1我國地方綜合管廊工程設計地方標準6研究不足與展望綜合管廊火災研究在各國學者的緊密推動下，已經取得了初步的成果，相關消防標準的制定也具備一定的發展，其中存在的不足分析如下:1)綜合管廊的基礎火災問題的研究思路以借鑒傳統交通隧道的成果為主，適用性很少得到充分的論證，研究內容還停留在對防滅火效果的驗證、比選以及模型修正階段，缺乏對綜合管廊火災態勢演化機制的新理論支撐，沒有形成系統、嚴密、完善的工程指南。2)綜合管廊的實踐應用研究很大程度依賴于工程師的設計經驗，缺乏可供參考的綜合管廊試驗數據支持，也鮮有*新信息技術的應用。消防工程設計中出現的難題很少得到基礎科學研究領域的關注。3)綜合管廊特殊部位的火災問題很少受到關注。4)綜合管廊的消防規范標準不完善，專業消防規范十分有限。著眼于這些研究存在的不足和當下綜合管廊消防標準進程的思考，筆者認為未來的研究應著重考慮以下方向:1)綜合管廊結構標準段優化。主要包括管廊標準段的截面，擴大防火分區和擴大通風分區，對于圓形、矩形截面的管廊研究不能互相套用結論。是否存在一個高度、寬度范圍，可繼續挖掘。防火分區的擴大，需要全面綜合考慮，擴大、合并通風分區，開啟通風區間中間的逃生井蓋作為火災臨時自然進風口，如何改進能夠充分滿足消防排煙要求還需要研究探討。2)綜合管廊特殊部位的研究。對于非標準段，如十字交叉口、T形交叉口等的火災問題需要系統的探索。7 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(1)平臺概述AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環境監測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題，大大提高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢復效率。(2)平臺組成安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。(3)平臺拓撲圖(4)平臺子系統1）電力監控電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。2）環境監測環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統完成管廊環境綜合監控。3）馬達監控馬達監控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控制。4）電氣安全AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。5）智能照明控制防火分區單獨控制，分區內設置智能控制面板就地驅動器；開關驅動器連接消防報警系統，接收消防報警信息，強制打開驅動器回路。廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內自動開啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開后燈具關閉。除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控制該區域的照明。考慮現場模塊分布較廣，距離過長，除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控制該區域的照明。系統支持單控、區域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統造成沖擊。模塊不依賴系統，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控制功能。8相關平臺部署硬件選型清單（1）電力監控及配電室環境監控系統應用場合（10KV）產品型號功能10KV進/饋線AM6-L相間電流速斷保護，相間限時電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。10/0.4KV變壓器AML-S分合閘位置、手車工作/試驗位置、接地刀閘位置、硬接點信號(保護跳閘、裝置告警、控制回路斷線、裝置異常、未儲能、事故總等)、報文(過流、過負荷、超溫報警、過溫報警、裝置告警、PT斷線、CT斷線、對時異常等)、遙控開關、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、跳閘、故障電流電壓)等。智能操控裝置ASD500一次回路動態模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度控制及顯示（標配一路強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、柜內照明控制、RS485接口、高壓柜內電氣接點無線測溫。10KV計量PZ72L-E4/UT該儀表采用交流采樣技術，能分別測量電網中的電流、電壓、功率、功率因數和電能等參數，可通過面板薄膜開關設置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協議;也可將電量信號轉換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能。具有許昌開普研究院有限公司、中心檢測合格的型式檢驗報告證書和電磁兼容檢驗證書，產品防護等級均達到IP65，符合管廊綜合監控系統中對相關產品功能、防護等級及電磁兼容的要求。應用場合（0.4KV）產品型號功能0.4KV進/出線PZ72L-E4/UT該儀表采用交流采樣技術，能分別測量電網中的電流、電壓、功率、功率因數和電能等參數，可通過面板薄膜開關設置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協議;也可將電量信號轉換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能。具有許昌開普研究院有限公司、中心檢測合格的型式檢驗報告證書和電磁兼容檢驗證書，產品防護等級均達到IP65，符合管廊綜合監控系統中對相關產品功能、防護等級及電磁兼容的要求。無功補償ARC測量I、U、Hz、cosΦ，具備過電壓保護、欠流鎖定、電網諧波過大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協議ANSVCANSVC低壓無功功率補償裝置并聯在整個供電系統中，能根據電網中負載功率因數的變化通過控制器控制電力電容器投切進行補償,無功功率補償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開關、控制器等組成。ANSVG補償方式:線性補償，全響應時間