吸气式感烟探测系统在高架库火灾报警中的应用

2016-11-10中国烟草总公司合肥设计院安徽合肥230051

安徽建筑 2016年4期

关键词：误报率探测系统高架

陶　瑞　（中国烟草总公司合肥设计院，安徽　合肥　230051）

陶瑞（中国烟草总公司合肥设计院，安徽合肥230051）

对高架库火灾影响和特点进行了描述，探讨了火灾早期报警系统中火灾探测器的选择，阐述了吸气式感烟探测系统工作原理及其在高架库火灾报警系统设计中的实际应用，以期达到对高架库火灾早发现、早处理的目的。

高架库；吸气式感烟探测器；火灾探测；早期报警

1　概述

高架库由于高度高、空间大、存储集中等特点，一旦火灾势起，往往施救困难，损失惨重；因此对高架库内火灾进行早期探测报警就十分必要。虽然在火灾的初期阶段烟雾和热量都很微弱，可此时若能及时对其准确探测和报警，就能有效地防止火灾进一步发展。吸气式感烟火灾探测报警系统（也叫空气采样式烟雾探测系统）由于具有高灵敏度、低误报率、维护方便等特点，现已逐渐成为高架库早期火灾探测的首选方案。

2　高架库火灾特性及传统火灾探测技术的不足

在高架库固体物质火灾早期阶段通常产生直径约为0.001～0.050μm的不可见粒子和CO、CO2等气体，热量释放也很低；至阴燃阶段则通常产生可见烟雾，一些烟雾粒子直径可达0.3～1.0μm。当高架库初起阴燃火时，有试验表明，在建筑高度不超多16m时，烟气在6m～7m处开始出现分层现象；在建筑高度16m～26m时，烟气在6m～7m处开始出现分现第一次分层现象，上升至11m～12m处开始出现第二次分层现象；发生保护空间烟层现象时，将使在屋顶下方的探测器探测不到烟雾的增加情况。另外，在开窗或通风空调形成对流层时，烟气会在该对流层下1m左右产生横向扩散，也可能因烟雾与水气结合增加使烟雾不再继续上升。

图1　火灾烟雾和温度变化曲线

图2　烟气分层现象

在传统的火灾探测技术中，点式感烟探测器针对0.4μm以下的烟雾颗粒响应迟钝，且受高架库内货物货架遮挡及烟气分层影响，使初期烟雾很难达到感烟探测器的报警阈值。红外对射探测器相较点式感烟探测器灵敏度更低，而为了避开各种遮挡的误报因素，安装位置也会相对较高，这样依然无法避免火灾报警迟钝，探测容易受到影响的缺点。特别是在高架库，安装完成以后，在没有专用设施的前提下，人员很难对安装在高处的设备进行维护和检修。

因此，高架库建筑需要一种探测效果更好、技术更先进、维护更简便的探测报警技术，来达到全面保护、防患于未然的目的，以更好的保障高架库的运营安全。

3　吸气式感烟火灾探测技术工作原理及应用优势

吸气式感烟火灾探测系统由采样管网、吸气式感烟火灾探测器、火灾报警及显示控制单元组成。在高效抽气泵的作用下，通过分布在防护区的采样管网，将空气样品连续不断地抽吸到探测器内。在探测器内，采样空气经过过滤器，将灰尘滤掉，然后进入探测腔体，如果有烟粒子存在，光束将产生散射，光接收器接收散射的光信号，根据散射光的强弱变化，测量出空气样本中的烟粒子量。测得的信号，经微处理器处理后，与预先设定的报警阈值比较，而报警阈值是根据环境的要求设定的。如达到某一报警阈值，则在显示器上给出相应的报警信号，并显示出防护区的烟雾含量。由于吸气式感烟火灾探测器系统运用主动吸气的方式并采用激光技术，因此可以极早探测到火情，及时采取措施，以保证重要系统可以连续安全的工作。

图3　吸气式火灾探测系统应用示意图

图4　吸气式火灾探测气工作原理

由于以上所述吸气式感烟探测器工作原理，其在对高架库进行早期火灾探测的应用中具有如下几方面的明显优势。

①高灵敏度

由于高架库对火灾烟雾具有稀释作用，因此优选考虑采用高灵敏度探测器（灵敏度可达0.005%obs/m，采用孔灵敏度m≤0.8%obs/m），远比传统感烟探测器灵敏度高（1%～10%obs/m），可探测直径0.01μm～20μm的烟雾粒子，完全可在火灾发生初期产生可见烟雾之前，探测到空气中极微量的烟雾颗粒。

②误报率低

吸气式感烟探测器采用滤网装置，可将1um以上的灰尘等污染物在进气口就过滤去除，更有产品利用火灾初期物质不充分燃烧会产生CO气体，融合气体探测与激光双重检测技术，推出双鉴吸气式感烟探测产品，不仅可以极早发现火灾隐患又可避免CO气体对人员的中毒伤害。其次吸气式感烟探测系统具有环境自动学习与比较能力，可以对环境进行学习，进而根据所积累的信息自动设置灵敏度，以达到在任何环境中都能精确探测的目的；在报警输出前，系统会通过比较，确定烟雾的稳定变化后才发出警报，从而避免由于环境异常变化造成误报。与传统探测器人工设定灵敏度不同，吸气式感烟探测器是由先人工设定可接受误报率，然后由控制器根据实际环境自动设定灵敏度，因此误报率会更低。

③便于安装、维护

吸气式感烟探测系统由于采用PVC管网布置，安装极其简单，布设形式多样，控制器安装高度适宜，所有的维护工作在探测器处就可方便完成；而且系统采用模块化及网络化的结构，多台控制器既可近距离组网，也可远距离组网，节约投资更便于集中式网络化管理。

因而，吸气式感烟探测系统现已逐渐成为高架库早期火灾探测的首选方案。

4　吸气式探测器在高架库中的应用

某高架立体库，6层货架高21m，采用吸气式感烟探测系统进行保护，选用4台单管两分支超高灵敏度探测器，每台总管路长度76m（支管路最大长度43m）。为了便于集中监控和统一管理，利用探测器自带通信接口，通过RS485将现场探测器连接组网，现场探测系统自配一台壁挂电源箱。吸气式探测器系统利用可编程继电器，通过输入模块向传统火灾报警主机提供火灾及故障信号。

根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）要求，确定在高架仓库中部10.5m，货架顶层21m处设置两层水平采样管路，水平管路与横梁固定；考虑到通风空调对流层的存在，在货架垂直管路上增设两个采用孔。