Повышение безопасности пассажиров метрополитена при возможном пожаре в тоннеле

М.Д. Сегаль, А.В. Карпышев, А.Л. Душкин, Н.Н. Рязанцев, В.П. Прохоров, А.В. Ершов

Рассматривается вопрос повышения безопасности пассажиров метрополитена при пожаре в тоннеле с помощью установки специальных систем, блокирующих выход дыма из тоннелей метрополитена на станции. По мнению специалистов одним из наиболее эффективных способов оттеснения и блокировки выхода дыма для специфических условий метрополитена является применение тонкораспыленных водяных завес. в результате проведения экспериментов на специальном стенде в Московском авиационном институте была показана принципиальная возможность создания такой завесы.

В современных условиях высокой интенсивности движения и увеличения пассажиропотока особую значимость приобретают проблемы повышения устойчивости функционирования и защиты (особенно противопожарной) метрополитена, поскольку последствием крупных пожаров в метрополитене может быть гибель людей, транспортный коллапс города и материальный ущерб, измеряемый сотнями миллионов рублей.

Пожары в подземных транспортных сооружениях метрополитена, на подвижном составе и тоннелях характеризуются быстрым распространением зоны воздействия опасных факторов на значительную часть сооружения, быстрым ростом температуры в объеме тоннеля; блокированием путей эвакуации из подземных сооружений, прилегающих наземных территорий и зданий токсичными продуктами горения, повреждением конструкций тоннелей, прекращением эксплуатации транспортной магистрали.

Развитие пожара в вагонах поездов метро, на пассажирских платформах, эскалаторах, тоннелях и критически важных для безопасности объектах метрополитена имеет существенные особенности:

– ограниченность пространства, наличие большого количества людей и связанные с этим сложности при эвакуации пассажиров;

– значительная общая пожарная нагрузка, которая у вагонов различных серий составляет более 50 кг/м2 и может включать в себя большое количество материалов, выделяющих при горении токсичные компоненты;

– наличие в тоннелях метрополитена значительного количества силовых кабелей под напряжением до 10 кВ.,

– наличие в вагонах метрополитена значительного количества электроустановок под напряжением,

– высокая скорость воздухообмена, обусловливающая высокую скорость повышения температуры до значений в тысячу и более градусов; фактически через 3-5 мин после начала пожара ситуация для людей, находящихся в тоннеле становится критической и при этом при возникновении пожара необходимо эвакуировать из тоннеля несколько сотен человек;

– возможность быстрого задымления путей эвакуации;

– значительные трудности, а в ряде случаев практическая невозможность подачи необходимых объемов и расходов огнетушащих веществ к очагам пожара в подземных объектах метрополитена;

– возможность возникновения паники среди пассажиров.

Основную опасность для пассажиров метрополитена при пожаре представляет задымление. Люди, как правило, погибают от удушья и отравления непригодными для дыхания продуктами горения.

Важнейшей проблемой повышения безопасности пассажиров метрополитена представляется разработка специальных систем, блокирующих выход дыма из тоннелей метрополитена на станции. Наличие таких систем позволит избежать задымления помещений станций, эскалаторных подъемников, вестибюлей и служебных помещений, избежать паники и многочисленных жертв.

По мнению отечественных и зарубежных специалистов одним из наиболее эффективных способов блокировки выхода дыма для специфических условий метрополитена и тоннелей является применение тонкораспыленных водяных завес. Специалистами Московского авиационного института и ООО “Темперо” на основе последних достижений аэрокосмической техники разработаны эффективные технологии генерации тонкораспыленных струй жидкости и создан ряд действующих установок пожаротушения, успешно себя зарекомендовавших при эксплуатации (ранцевая установка РУПТ, воздушно-эмульсионные огнетушители ОВЭ-6(з)-АВЕ-01 и ОВЭ-2(з)-АВЕ-01).

Разработаны, созданы и испытаны высокоэффективные распылители, генерирующие струи тонкораспыленной воды с размерами капель порядка 100-200 микрон.

При этом, в отличие от распылителей таких фирм, как, например, Marioff или Grinell, разработанные распылители требуют значительно меньшего (почти на порядок) давления подачи воды, что является весьма существенным преимуществом при использовании в специфических условиях метрополитена. Рабочее давление подачи воды составляет 0,7-1,0 МПа.

С целью постановки и проведения первых модельных экспериментов по определению эффективности тонкораспыленных водяных завес для блокировки выхода дыма, на территории Московского авиационного института была смонтирована экспериментальная установка и проведены испытания. Совместно со специалистами Московского метрополитена была разработана программа испытаний, выбраны размеры экспериментальной установки и основные режимы проведения испытаний.

Экспериментальная установка представляла модель тоннеля максимальной высотой 2, 25 м, шириной 2, 5 м, длиной 4,8 м. Верхняя часть модельного тоннеля была выполнена в форме полуокружности радиусом 1,25 м.

В глухом торце установки было вырезано отверстие, площадь которого составляет 20% общей площади торца. При этом отношение площади торцевого сечения глухого торца к общей площади поперечного сечения модельного тоннеля (равное 0,8), соответствовало отношению общей площади