RWS火曲线

RWS火灾曲线：隧道安全与防火的关键工具

隧道防火安全是现代基础设施设计的关键环节，尤其在应对极端火灾事件时更为重要。RWS火灾曲线作为模拟和降低此类风险的核心工具，由荷兰基础设施部（Rijkswaterstaat）研发，专门用于模拟公路隧道中可能发生的剧烈持久火灾——特别是涉及运输大量易燃液体的油罐车事故。

在隧道被动防火保护导言中提及的鲁内哈马尔隧道火灾试验，验证了RWS火灾曲线所采用的火灾负荷与参数。

本文将深入解析RWS火灾曲线，探讨其在隧道设计中的重要性，并对比分析其与消防工程领域其他火灾曲线的差异。

什么是RWS火灾曲线？

RWS火灾曲线是一种模拟大规模火灾（如油罐车火灾）在隧道等封闭环境中发展的时温关系图。该曲线模拟场景极为严峻，以45,000升汽油火灾为基准。该曲线精确再现了火灾随时间演变的特征：温度急剧攀升、持续高温阶段以及渐进冷却阶段。

以下是RWS火灾曲线的关键特征解析：

来源：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rws_tunnel_curve.jpg

– 最高温度：火灾温度峰值可达约1350°C（2462°F），远高于典型建筑火灾场景。

– 混凝土表面最高温度 – 不超过380°C
– 钢筋最高温度 – 不超过250°C
– 持续时间：火灾将维持此高温状态较长时间，通常达2小时。某些情况下，通过修改曲线可将高温持续时间延长至3小时。
– 目的：该曲线用于评估隧道结构与材料的耐火性能，确保其在承受极端高温时仍能保持结构完整性。

近年来，隧道设计者与运营方需对拟用作隧道衬砌的混凝土试件进行防火测试。有时即使在低于380°C的温度下也会出现剥落现象。此类情况下，隧道防火系统必须能在较低温度下保护混凝土结构。

来源：efectis.com

为何开发RWS火灾曲线？

隧道是现代交通网络的重要组成部分，尤其在城市地区和山区。然而，隧道在防火安全方面也面临独特挑战。隧道火灾——特别是涉及运输汽油或柴油等易燃材料的车辆时——可能达到极高温度并持续较长时间，其危险性远超普通建筑火灾。

RWS火灾曲线旨在模拟公路隧道中最恶劣的火灾场景，例如油罐车完全起火燃烧的情况。通过在设计和安全评估中应用该曲线，工程师可确保隧道配备充分的防火措施。

荷兰基础设施与水管理部下属运营机构

Rijkswaterstaat（RWS）为荷兰公路隧道制定了严格的耐火要求。这些规范主要基于《2008-Efectis-R0695 混凝土隧道衬砌防火测试程序》

所列的测试流程。最初的测试指南可追溯至1986年TNO发布的《BI-86-69 隧道防护防火测试程序》报告，其中采用新开发的RWS火灾曲线模拟碳氢化合物火灾，对混凝土板进行了测试。1998年，RWS与TNO（现Efectis荷兰公司）联合制定了更全面的《1998-CVB-R1161（修订版1）——隧道防火规范》，该文件扩展了防火系统测试范围，并新增了火灾中混凝土剥落行为的评估内容。

Efectis于2008年发布该程序更新版“2008-Efectis-R0695”，旨在适应更广泛的隧道设计与防火材料。随着防火技术进步及新型耐火材料涌现，RWS与Efectis于2020年再次修订该程序。本次修订新增了混凝土成分评估标准以优化剥落判定，并扩展了门体、电缆槽等隧道组件的耐火测试范围。最新版本还引入了移动式炉体实现现场测试能力，以满足日益增长的原位防火安全评估需求。被动防火承包商TBT与Efectis均曾描述此类测试案例。

2020版标准《Efectis-R0695 2020 混凝土隧道衬砌及其他隧道构件防火测试程序》整合了上述变更，以反映隧道防火安全领域的最新知识与实践。

RWS火曲线如何应用？

RWS火曲线用于隧道设计与施工中，用于评估结构构件的耐火性能，包括：

– 混凝土衬砌 – 隧道混凝土必须能够承受极端高温而不开裂或剥落，否则将危及隧道结构完整性。

– 钢筋加固 – 隧道内的钢筋加固层同样需具备耐热性，以防止火灾期间及之后发生坍塌。

– 隧道防火系统 – 隧道被动防火材料（如防火板或耐火覆层）及通风系统均依据RWS曲线模拟的火灾温度与持续时间进行设计。

通过应用RWS曲线，隧道设计师确保即使发生大规模火灾，隧道结构仍能保持足够长时间的完整性，为安全疏散和消防作业提供保障。

与其他隧道火灾曲线的对比

RWS火灾曲线仅是消防工程中多种火灾曲线之一，每种曲线代表不同火灾场景：

–

：该标准曲线适用于常规建筑设计，代表典型建筑火灾场景，其最高温度（约1000°C）低于RWS曲线。虽然适用于标准建筑，但未能考虑隧道火灾的极端条件。

– 碳氢化合物曲线（HC）：该曲线用于模拟涉及石油、天然气等碳氢燃料的火灾，峰值温度约1100°C，适用于工业场所、海上平台及部分隧道设计。RWS曲线则代表更严峻的场景，具有更高峰值温度和更长持续时间。

– 改良碳氢化合物曲线（HCM）：HCM曲线是在碳氢化合物曲线基础上改进的版本，峰值温度更高（约1300°C）。同样适用于隧道场景，但相较于RWS曲线，其模拟的火灾强度略低。

采用RWS火灾曲线的国家和标准

RWS火灾曲线在多个国家被广泛认可并应用于隧道防火安全领域，尤其在公路隧道设计中。将RWS火灾曲线纳入国家标准或设计规范的主要国家包括：

荷兰 – 作为RWS火灾曲线的发源地，荷兰在其公路隧道设计与防火安全国家标准中广泛采用该曲线。

比利时 – 比利时荷兰语区同样在隧道规范与设计中采用RWS曲线。

波兰 – 近期修订的隧道建设法规将RWS火灾曲线纳入波兰公路隧道标准。完整文本详见此处。

美国 – NFPA 502标准采用RWS火灾曲线规范隧道防火要求。

沙特阿拉伯 – 在沙特多项工程中，我们均发现其遵循NFPA 502标准要求。

韩国 – 韩国国土交通部近期修订的《公路隧道防火指南》亦提及RWS火灾曲线。

火灾曲线在隧道安全中的重要性

诸如RWS（隧道火灾曲线）等火灾曲线是确保隧道设计达到最高安全标准的关键工具。通过模拟真实火灾场景，这些曲线帮助工程师确定材料与结构所需的耐火性能。隧道因其封闭特性，必须配备强大的防火系统以防止灾难性损毁，并在疏散过程中保障人员安全。

除结构设计外，火灾曲线还指导通风系统与灭火技术的研发。这些系统必须具备应对极端高温与浓烟的能力，以同时保护隧道结构和内部人员安全。

RWS火灾曲线是隧道防火安全领域的重要工具，尤其适用于公路隧道。通过模拟油罐车火灾等大规模火灾的极端条件，该曲线确保隧道能承受高温考验，持续为疏散和消防行动提供安全通道。

随着基础设施扩张和交通网络日益复杂，采用RWS等先进火灾曲线将成为保护生命和维护关键结构的关键。通过严格测试和遵守消防安全标准，隧道设计可承受最严峻的火灾场景，确保紧急情况下仍保持安全运行。

何为RWS120？

这是指持续120分钟的RWS防火曲线。在此期间，温度在前60分钟内急速攀升至1350°C，随后维持在1200°C直至120分钟结束。

什么是RWS180？

这是持续180分钟的RWS防火曲线。测试首小时温度峰值达1350°C，随后降至1200°C并维持至180分钟结束。

Aestuver隧道防火板与RWS防火曲线

为何在讨论Aestuver隧道防火板时提及该曲线？

采用Aestuver防火板是保护隧道结构免受火灾破坏的最佳方案之一。

安装Aestuver防火系统可将混凝土表面最高温度控制在设计要求范围内。

Aestuver隧道板已通过RWS120和RWS180两种RWS防火条件测试。板材厚度根据设计要求及混凝土表面最高允许温度进行选型。通过这种方式，Aestuver隧道板能有效防止结构因火灾导致的剥落损伤。