Come incorporare le funzionalità di sicurezza antincendio nelle stazioni di transito sotterranee

Le stazioni di transito sotterranee sono il sistema circolatorio delle città moderne, spostando milioni di persone ogni giorno attraverso ambienti limitati e ad alto traffico. Questi spazi inferiori presentano una serie di distinte sfide di sicurezza antincendio che differiscono nettamente dagli edifici sopra il piano.

Comprendere i rischi unici delle stazioni di transito della metropolitana

Prima di selezionare qualsiasi funzione di sicurezza antincendio, è fondamentale riconoscere i rischi specifici che contraddistinguono le stazioni della metropolitana dagli edifici convenzionali, che derivano dalla geometria della stazione, dall’occupazione e dai sistemi meccanici.

Spazi chiusi e ventilazione limitata

In un incendio, fumo e gas tossici, monossido di carbonio, cianuro di idrogeno e materia particolata, può accumularsi rapidamente, riducendo la visibilità a zero in pochi minuti. Il National Fire Protection Association (NFPA) nota che l'inalazione del fumo è la causa principale della morte in ambienti di sfiato sotterranei, non direttamente in contatto con le fiamme.

Alta occupazione e percorsi di avanzamento congestionati

Con scale a timone limitato, scale mobili e uscite, molti dei quali sono condivisi con traffico in entrata/uscita, l'evacuazione può diventare caotica. Il fuoco di transito urbano alla metropolitana Baku in Azerbaigian (1995) ha portato a 289 vittime in gran parte perché i passeggeri avevano solo una via di fuga, che è diventata bloccata dal fumo.

Avvolgimenti di sistema elettrico e meccanico

Le stazioni della metropolitana sono dense di apparecchiature elettriche: cavi di alimentazione di trazione, sistemi di segnalazione, scale mobili, illuminazione, ventilatori e display di informazioni passeggeri. Isolamento cavi, fluidi idraulici da scale mobili e lubrificanti possono agire come carichi di carburante. I guasti elettrici sono la fonte di accensione più comune, seguita da arson e errore umano. Il fuoco tunnel del canale del 1996, che bruciava per 12 ore, è stato tracciato a un veicolo pesante incidente di trasporto elettrico in una nave da un'altra.

Problemi di accesso alla lotta antincendio

I vigili del fuoco non possono guidare in una stazione. I vigili del fuoco devono scendere scale o utilizzare ascensori di servizio (che possono diventare inoperabili) durante il trasporto di attrezzature. L'approvvigionamento idrico a livelli sotterranei richiede standpipes e pompe di fuoco dedicate. Il fuoco della metropolitana Daegu 2003 in Corea del Sud, che ha ucciso 192 persone, è stato esacerbato dall'incapacità dei rispondenti di raggiungere i posti in profondità all'interno della stazione a causa di calore intenso e fumo.

Caratteristiche essenziali di sicurezza antincendio: un approccio di sistemi

Nessuna caratteristica può proteggere una stazione sotterranea. Efficace sicurezza antincendio si basa su un sistema integrato di rilevamento, soppressione, controllo del fumo, protezione strutturale e fattori umani.

Sistemi di rilevamento del fuoco: il primo avvertimento è tutto

I sistemi di rilevamento dell'aria [LT:2] sono utilizzati per il rilevamento di un'apparecchiatura di rilevamento di un incendio, [FLT:] i sensori di calore , , e [FLT: Fumo:6]].

La rilevazione deve essere suddivisa nella più piccola area pratica, in genere ogni 500 metri quadrati, per consentire una rapida identificazione della posizione del fuoco. Gli allarmi devono attivare automaticamente i cambiamenti del sistema di ventilazione, spegnere la potenza di trazione e avviare le comunicazioni di emergenza. L’integrazione con il sistema di gestione degli edifici della stazione (BMS) è fondamentale per una risposta coordinata.

Sistemi di soppressione automatica del fuoco

Una volta rilevata, la soppressione deve agire rapidamente per contenere o spegnere l'incendio. Due tecnologie di soppressione primaria sono utilizzate nelle stazioni della metropolitana:

  • I sistemi di irrigatore a pipa bagnata[[] sono i più comuni, fornendo un'applicazione immediata dell'acqua sulla zona di fuoco. Sono efficaci nelle aree pubbliche, negli uffici e nelle zone di vendita al dettaglio all'interno delle stazioni. Tuttavia, è necessario prestare attenzione per evitare danni all'acqua alle apparecchiature di trazione; gli irrigatori nelle sostazioni e nelle camere elettriche sono spesso sostituiti con sistemi a gas.
  • Soppressione agente cleano[] (ad esempio, FM-200, Novec 1230, o gas inerti come IG-541) è utilizzato in ambienti elettrici, centri di controllo e sale server dove l'acqua causerebbe danni catastrofici. Questi sistemi depletano ossigeno o interrompono chimicamente la combustione senza danneggiare l'elettronica.
  • I sistemi di nebbia dell'acqua[[] stanno guadagnando trazione per gallerie e spazi chiusi. Usano gocce sottili che raffreddano il fuoco e creano una coperta di vapore, sopprimendo le fiamme riducendo al minimo il dislivello dell'acqua. Diversi studi, compresi quelli del Amministrazione del transito federale (FTA), hanno mostrato un'acqua mist mist

Tutti i sistemi di soppressione devono essere progettati con ridondanza: un singolo fallimento non deve disabilitare l'intero sistema. I test regolari, compresi i test di flusso e gli esercizi valvolari, sono mandati dall'autorità che ha condizioni di approvazione (AHJ).

Controllo del fumo e ventilazione: Gestione della minaccia invisibile

Nei fuochi sotterranei, il fumo uccide molto più spesso del calore. Un sistema di controllo dedicato ] è quindi la componente più critica della sicurezza della vita.

  • Estratto:[] I ventilatori di scarico ad alta capacità situati al soffitto della stazione o in prese di alta qualità tirano fuori il fumo dalla struttura, mantenendo uno strato chiaro sopra il pavimento per l'evacuazione. Il tasso di estrazione è calcolato sulla base del tasso di produzione del fumo di un tipico incendio di design (ad esempio, 3 MW per un fuoco di spazzatura in una zona pubblica).
  • Pressurizzazione:[[] Scale, ascensori e corridoi di evasione sono pressurizzati con aria pulita per evitare l'ingresso del fumo. Il Codice Internazionale di Edificio (IBC) richiede almeno un differenziale di pressione del manometro ad acqua da 0,10 pollici per mezzo di egresso che serve storie sotterranee.

I sistemi moderni utilizzano varie unità di frequenza (VFDs)] sui motori a ventola per regolare i tassi di estrazione in base al feedback dei sensori in tempo reale. La modellazione di fluidodinamica computazionale (CFD) è ora standard nel design per simulare il movimento del fumo e ottimizzare il posizionamento dei condotti.

Costruzione e materiali resistenti al fuoco

La propagazione del fuoco può essere limitata selezionando materiali con bassa diffusione di fiamma e generazione di fumo. Il cemento armato è il materiale strutturale primario – il cemento fornisce naturalmente un'alta resistenza al fuoco (tipicamente 2-4 ore). Le travi in acciaio devono essere a prova di fuoco con rivestimenti intumescenti o incassati in cartoncino se esposti.

Nelle aree passeggeri, posti a sedere, segnaletica, rivestimenti per pavimenti e rivestimenti a parete dovrebbero essere classificati in classe A (indice di diffusione a fiamma inferiore a 25 per ASTM E84). ASTM E84 standard[[[]]], comunemente chiamato il test tunnel Steiner, è il punto di riferimento per le finiture interne nei sistemi di transito nordamericani.

Illuminazione di emergenza, segnaletica e Wayfinding

Quando il fumo oscura la visione, i passeggeri si affidano a percorsi di uscita illuminati. []I materiali fotoluminescenti (glow-in-the-dark)[[[]] sono sempre più preferiti rispetto a dispositivi a batteria, perché non richiedono energia e non hanno alcuna modalità di fallimento.

I sistemi di guida verificabili (voice annuncio con istruzioni direzionali) completano le indicazioni visive e sono essenziali per assistere i passeggeri con disabilità visiva. Segnala dinamica che aggiorna la disponibilità di uscita basata sui dati di rilevamento in tempo reale è una soluzione avanzata trovata nelle stazioni più recenti asiatiche ed europee.

Considerazioni di progettazione e pianificazione per la sicurezza antincendio

L'integrazione delle funzioni di sicurezza antincendio non è solo un esercizio di appalto; deve essere incorporato nella disposizione della stazione e nell'architettura.

Percorsi di evacuazione e capacità di uscita

NFPA 130 richiede uscite da misurare per l'intera popolazione della stazione di liberarsi in meno di 6 minuti, con almeno due percorsi separati di uscita da ogni punto. Le scale dovrebbero avere una larghezza minima di 1.12 metri, e le scale di escalatori (se utilizzate come egresso) devono essere progettate con i recinti a fuoco e con i controlli di arresto non sicuri.

La distanza di viaggio per un'uscita non deve superare i 60 metri nelle aree sotterranee e i corridoi di fine morto sono vietati.Gli aggiornamenti di codice recenti richiedono anche [ aree di rifugio[[[[]]]]—Camere a fuoco-rated dove i passeggeri non possono utilizzare scale possono aspettare il salvataggio—da fornire entro 50 metri di ogni piattaforma di imbarco.

Compartimentazione e arresti antincendio

Per evitare che il fuoco si diffonda tra le zone di stazione, i compartimenti strutturali ] devono essere creati utilizzando pareti e pavimenti a fuoco. Ogni scomparto dovrebbe avere una resistenza al fuoco di almeno 2 ore. Le retirazioni per cavi, condotti e tubi richiedono sistemi di arresto antincendio testati a ASTM E814 (UL 1479).

Camere di controllo centrali e Infrastrutture di comunicazione

Un pannello di controllo allarme antincendio [FACP]]] situato in una sala di controllo dedicata, a fuoco-rated serve come cervello della stazione. Deve ricevere ingressi da ogni dispositivo di rilevamento e fornire uscite di controllo per la soppressione, la ventilazione e i sistemi di illuminazione. La sala di controllo dovrebbe avere alimentazione di backup (generatore e UPS) e una linea di comunicazione ridondante per la centrale di operazioni di transito.

Manutenzione e Affidabilità

Ogni funzione di sicurezza antincendio è inutile se non mantenuta. NFPA 130 manda trimestrale, semestrale e annuale programmi di test per il rilevamento, la soppressione e i sistemi di controllo del fumo. I record devono essere conservati per almeno cinque anni. In molte autorità di transito, un ingegnere dedicato di sicurezza antincendio supervisiona questi test e coordinate con i dipartimenti di fuoco locali per le esercitazioni di soccorso reciproco.

Protocolli di risposta di emergenza: da trapano a incidente reale

La tecnologia è insufficiente senza procedure umane ben provate, le stazioni di transito sotterranee richiedono protocolli multistrato che coinvolgono personale, primi rispondenti e il pubblico.

Formazione e foratura del personale

Tutto il personale della stazione, agenti di protezione, detergenti, guardie di sicurezza e lavoratori di manutenzione, deve essere addestrato in compiti di guardia del fuoco. Questo include la conoscenza della posizione degli estintori, come attivare gli allarmi manuali, e come dirigere i passeggeri all'uscita più vicina senza causare panico.

Coordinamento con i Vigili del Fuoco

Ogni stazione dovrebbe avere un pre-piano condiviso con il dipartimento di fuoco locale, dettagliando punti di accesso chiave, posizioni standpipe, controlli di sistema e aree di stoccaggio materiali pericolosi.

Comunicazione passeggeri e indirizzo pubblico

I sistemi di indirizzo pubblico devono essere progettati per rimanere intelligibili anche con un elevato rumore di fondo (85 dBA). I messaggi pre-registrati dovrebbero essere in più lingue, con le versioni per l'evacuazione, il rifugio-in-place e le istruzioni di tenuta. Le esposizioni visive su piattaforme e concorsi dovrebbero rafforzare i messaggi audio. Durante un incendio, la direttiva primaria è di solito "lasciare la stazione immediatamente tramite l'uscita più vicina", ma ci sono scenari di treno.

Revisione post-incidente e miglioramento continuo

Dopo qualsiasi emergenza antincendio, un debriefing dovrebbe essere tenuto entro 24 ore per identificare ciò che ha funzionato e ciò che non ha fatto. I risultati dovrebbero essere documentati in un rapporto post-azione e utilizzati per aggiornare procedure, programmi di formazione e manutenzione attrezzature. La pratica della metropolitana di Tokyo di rivedere ogni allarme - anche falsi - ha portato ad una riduzione del 40% dei tassi di allarme falsi di rilevamento nel corso di cinque anni, migliorando sia la sicurezza che l'efficienza operativa.

Le innovazioni future nella sicurezza antincendio sotterranea

L'intelligenza artificiale (AI)]] sta usando per analizzare i video feed dalle telecamere di sicurezza per rilevare istantaneamente fumo e fiamme, a volte più veloce dei sensori convenzionali Materie avanzate] come il mercato auto-guarigione cemento e intumescenti compositi che attivano solo

Una tecnologia particolarmente promettente è drone-based firefighting: i droni autonomi dotati di immagini termiche e agenti estinti possono entrare in aree riempite di fumo troppo pericolose per i vigili del fuoco umani. Il sistema Metro di Washington DC ha recentemente testato un prototipo attraverso il American Public Transportation Association (APTA) programma di ricerca dell'arteria reattiva.

Conclusioni

L'integrazione delle funzioni di sicurezza antincendio nelle stazioni di transito sotterraneo è una sfida multiforme e operativa, che richiede una profonda comprensione delle dinamiche di fuoco, del comportamento umano e degli standard normativi, che vanno dai sistemi di rilevamento e soppressione al controllo del fumo, alla pianificazione dell'egresso e ai protocolli di emergenza.