吸氣式火災探測器系統在高大空間的應用

劉愛明

(鯨米博銳設計大連有限公司,大連 116013)

0 引言

近些年來,隨著科學技術、社會經濟的發展和人民文化生活水平的提高,大型會議展覽中心、博物館、體育館、影劇院、機場航站樓、鐵路客運站房以及各類高大中庭建筑不斷涌現。 如國家會議中心天花高度19.65m,國家游泳中心的比賽大廳高28m,嬉水大廳高28m,這些建筑除了能夠提供寬大的空間和充足的光線、具有獨特的建筑風格、可以變換多種功能之外,同時還具有人員密集、性質重要、功能多樣等特點,這些場所一旦發生火災,會造成較大的經濟損失和社會影響。 起火之前必先有煙,但建筑高度＞16m 的場所,一些陰燃火很難快速上升到屋頂位置,且該類型場所受陽光輻射、氣流變化、周圍空間內存在許多突出的遮擋物的影響很大,維護困難。

下文通過分析高靈敏度吸氣式火災探測器工作原理對該類型產品進行介紹,為實際設計、施工提供一些參考。

1 高靈敏度吸氣式探測器工作原理簡介

高靈敏度吸氣式感煙探測器,即極早期火災探測系統(Air Sampling-type Smoke Detector, 簡稱 ASD)是通過極高靈敏度的空氣污染探測器對從被監控設備或區域內吸取空氣樣品進行連續地分析,以確定其中是否有煙霧成份。 該類型探測器是濁度計的一種,比傳統的煙霧探測器的靈敏度高數百倍。 ASD 系統管道通常安裝在天花板下或上部,在每根管道的合適間隔上鉆有取樣孔。 空氣泵或吸氣機通過管道及其取樣孔連續地將空氣吸取到在中央位置的探測器。 空氣樣品中的煙霧濃度與一組預先標定的煙霧臨界值比較。 如果空氣樣品中的煙霧濃度超過預先標定的煙霧臨界值,則探測器啟動報警。

ASD 系統可以將煙霧的報警值設定在0.005% Obs/m ～ 20% Obs/m。 ASD 系統可以在 0.005% Obs/m 左右啟動報警,比傳統的報警系統的靈敏度高數百倍。 具有分級(分階段)報警和相關的時間延遲功能,可確保此類系統避免誤報警。 分級報警一般分為:(1)第一級報警:Alert(告警提示),可以用來招集防火專職人員對不正常情況進行調查。(2)第二級報警:Action(行動),可以啟動報警功能,并通告其他人員。 (3)第三級報警:Fire1(火災報警1),表示已非常接近或火災已經發生。(4)第四級報警:Fire2(火災報警2),啟動消防系統。 從探測原理上來說,典型的火災發展趨勢如圖1 所示。

圖1 典型的火災發展趨勢圖

2 高大空間火災探測器的選擇原則和設置要求

2.1 一般選擇原則

選擇原則一般為:(1)對火災初期有陰燃階段,產生大量的煙和少量的熱,很少或沒有火焰輻射的場所,應選擇感煙探測器。 (2)對火災發展迅速,可產生大量熱、煙和火焰輻射的場所,可選擇感煙探測器、火焰探測器、圖像型探測器或其組合。 (3)對火災發展迅速,有強烈的火焰輻射和少量的煙、熱的場所,應選擇火焰探測器或圖像型探測。 (4)對于需要早期發現火災的特殊場所,應選擇高靈敏度的吸氣式感煙火災探測器,且應將該探測器的靈敏度設置為高靈敏度狀態;也可根據現場實際分析早期可探測的火災參數而選擇相應的探測器。 (5)對火災形成特征不可預料的場所,可根據模擬試驗的結果選擇探測器。

2.2 吸氣式感煙探測器適用場所

依據GB 50116-2013《火災自動報警系統設計規范》第5.4 條,下列場所宜選擇吸氣式感煙火災探測器:(1)具有高速氣流的場所。 (2)點型感煙、感溫火災探測器不適宜的大空間、舞臺上方、建筑高度＞12m 或有特殊要求的場所。 (3)低溫場所。 (4)需要進行隱蔽探測的場所。 (5)需要進行火災早期探測的重要場所。 (6)人員不宜進入的場所。

2.3 吸氣式感煙探測器設置要求

非高靈敏度型吸氣式感煙火災探測器的采樣管網安裝高度應≤16m,高靈敏度吸氣式感煙火災探測器的采樣管網安裝高度可以＞16m。

對于可能存在煙霧分層的高大空間或安裝高度＞27m 的場所,應在多個高度進行采樣。 可采取在多個水平高度布置采樣管網,或在頂部布置一層水平采樣管網的同時,再向下垂直布置縱向采樣管網。 一臺探測器的采樣管總長宜≤200m,單管長度宜≤100m。 采樣孔總數宜≤100 個,單管上的采樣孔數量宜≤25 個。 在煙霧最有可能經過的途徑(如回風格柵口)布置取樣點,是實現極早期煙霧報警最為有效的方法。

3 高大空間項目設備選型對比分析

由于高大空間的高度比較高,因此在消防設備選型上可用的產品可以歸結為3 類:(1)紅外對射或光截面;(2)圖象式雙波段火焰探測器;(3)空氣采樣煙霧探測器。 詳見表1。

高大空間項目設備選型對比表 表1

4 結束語

消防系統重在預防,火災的探測報警是整個消防系統的核心,正確合理地設計高大空間的火災自動報警系統尤為重要。 吸氣式感煙火災探測器采用主動的吸氣式采樣方式,并且系統具有很高的靈敏度,加之布管靈活,該類型探測器就可以不受建筑物格局、陽光直射,場所的建筑風格的影響,能夠克服煙霧的分層和稀釋問題,無需經常性的維護,多個報警輸出實現多級報警。