火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器分析

  根據(jù)近幾年來(lái)市場(chǎng)對(duì)于火災(zāi)報(bào)警的需求和火災(zāi)報(bào)警技術(shù)的不斷進(jìn)步，13版的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)上一版GB50116-98版做出了較大改動(dòng)。GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）在探測(cè)器選擇方面除了傳統(tǒng)的感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、纜式感溫探測(cè)器和線型感煙探測(cè)器外，針對(duì)特定場(chǎng)合還新增了光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)、火焰探測(cè)器、圖像型探測(cè)器、一氧化碳火災(zāi)探測(cè)器、吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器等的選擇和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

  其中在某些章節(jié)單獨(dú)列出了吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的選擇和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這肯定了目前此類產(chǎn)品在火災(zāi)報(bào)警領(lǐng)域所起到的作用。對(duì)于特殊場(chǎng)所和具有特殊建筑特點(diǎn)的區(qū)域，原先普遍使用的點(diǎn)式煙感早已不能滿足火災(zāi)探測(cè)的需要。其實(shí)早在多年前，吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器已經(jīng)開(kāi)始陸續(xù)地運(yùn)用在一些特殊場(chǎng)所，但是因?yàn)槿鄙傧嚓P(guān)的法律法規(guī)，市場(chǎng)上的產(chǎn)品質(zhì)量層次不齊，設(shè)計(jì)時(shí)也只能參考國(guó)外的一些標(biāo)準(zhǔn)或相近項(xiàng)目。所以現(xiàn)在13版《規(guī)范》出臺(tái)后，不僅為消防/電氣設(shè)計(jì)和應(yīng)用提出了指導(dǎo)方向，也對(duì)整個(gè)吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器領(lǐng)域的規(guī)范起到了很好的推進(jìn)作用。

  下面我們就來(lái)解析新《規(guī)范》中吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的相關(guān)內(nèi)容：

  5.4吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的選擇

  5.4.1下列場(chǎng)所宜選擇吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器（摘自規(guī)范第5.4節(jié)，22頁(yè)）：

  1.具有高速氣流的場(chǎng)所；

  解讀：如通信機(jī)房、計(jì)算機(jī)房、無(wú)塵室等任何通過(guò)空氣調(diào)節(jié)作用而保持正壓的場(chǎng)所。在這些場(chǎng)所中，煙霧通常被氣流稀釋，這給點(diǎn)型感煙探測(cè)技術(shù)的可靠性帶來(lái)了困難。而吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器由于采用主動(dòng)的吸氣式采樣方式，并且系統(tǒng)通常具有很高的靈敏度，加之布管靈活，所以成功地解決了氣流對(duì)于煙霧探測(cè)的影響。

（圖1：威士達(dá)vlf-250-02吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器工作原理圖示）

  2.點(diǎn)型感煙、感溫火災(zāi)探測(cè)器不適宜的大空間、舞臺(tái)上方、建筑高度超過(guò)12m或有特殊要求的場(chǎng)所；

  解讀：如機(jī)場(chǎng)航站樓、火車候車大廳、酒店中庭、大型物流中心等場(chǎng)所，空間跨度較大，高度往往超過(guò)12m，氣流易分層和橫向擴(kuò)散，安裝點(diǎn)型感煙、感溫火災(zāi)探測(cè)器完全無(wú)法發(fā)揮作用。吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的管路安裝十分靈活，采樣孔可開(kāi)在需要的位置，有效地采集空氣樣本。

（圖2：高大空間煙霧擴(kuò)散效果圖）

  3.低溫場(chǎng)所；

  解讀：例如冷凍冷藏庫(kù)，點(diǎn)型煙感和線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器的應(yīng)用溫度限制較大，最低只能應(yīng)用于-10℃的場(chǎng)所。而冷凍庫(kù)根據(jù)其所儲(chǔ)藏物品的類別，溫度可能在-10℃~-28℃之間，此時(shí)，上述的煙感即無(wú)法使用。同樣需要指出和注意的是，某些以激光為光源的吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器主機(jī)也無(wú)法直接安裝在冷庫(kù)內(nèi)，只能安裝在庫(kù)外，通過(guò)在墻面上打孔后安裝管路，容易破壞保溫層，造成能耗的浪費(fèi)；同時(shí)引起采樣管溫差，造成冷凝結(jié)冰等，影響設(shè)備的使用。所以在此類低溫場(chǎng)所，推薦使用HPLS為光源的吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器，它的應(yīng)用溫度為-40℃~+60℃，能直接安裝在冷庫(kù)內(nèi)，不僅安裝方便，不影響冷庫(kù)的整體性，而且維護(hù)也非常簡(jiǎn)單。

  4.需要進(jìn)行隱蔽探測(cè)的場(chǎng)所；

  解讀：有些建筑為了建筑的美觀（例如仿古建筑），或是為了防止人為破壞，需要將探測(cè)器進(jìn)行隱蔽安裝。如果安裝普通的點(diǎn)型煙感，勢(shì)必破壞建筑整體風(fēng)格。而吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器可以將管路敷設(shè)在夾層等不宜察覺(jué)之處，從而避免了對(duì)視覺(jué)美觀的破壞。

（圖3：使用天花穿件和毛細(xì)管進(jìn)行隱蔽安裝）

  5.需要進(jìn)行火災(zāi)早期探測(cè)的重要場(chǎng)所；

  解讀：有些場(chǎng)所一旦發(fā)生火災(zāi)，將造成巨大損失，例如通信設(shè)施、設(shè)備機(jī)房、數(shù)據(jù)中心以及珍貴文檔文物館等，需要選擇高靈敏度的吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器，對(duì)這些場(chǎng)所進(jìn)行極早期探測(cè)和保護(hù)。吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器在煙霧初始階段，甚至是陰燃階段，就能探知煙霧的存在，為及時(shí)采取有效措施提供了寶貴的時(shí)間。

（圖4：吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)和其他技術(shù)的對(duì)比）

  6.人員不宜進(jìn)入的場(chǎng)所；

  解讀：無(wú)塵室、電子元器件生產(chǎn)廠房需要保持較高潔凈度，所以對(duì)人員的進(jìn)入有較高的限制；而有些場(chǎng)所由于空間狹窄，例如地鐵通道格柵等位置，也不方便人員進(jìn)入，如果安裝點(diǎn)型煙感，對(duì)于維護(hù)保養(yǎng)會(huì)造成很大的困難。而吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器無(wú)需頻繁的檢查及維護(hù)，降低了所需的工作量。

  5.4.2灰塵比較大的場(chǎng)所，不應(yīng)選擇沒(méi)有過(guò)濾網(wǎng)和管路自清洗功能的管路采樣式吸氣感煙火災(zāi)探測(cè)器。

  解讀：灰塵較大的場(chǎng)所，應(yīng)安裝大容量的空氣過(guò)濾裝置過(guò)濾掉顆粒較大的灰塵，防止過(guò)多灰塵污染探測(cè)器。最好選擇外置式的過(guò)濾裝置，這樣可以方便清洗和更換，降低了使用成本。同時(shí)應(yīng)加裝管路反吹/清洗裝置，如三通等，便于定期對(duì)管路進(jìn)行清潔維護(hù)，保證設(shè)備運(yùn)行暢順。

（圖5：可清洗和更換的空氣過(guò)濾器）

（圖6：反吹系統(tǒng)的安裝）

  6.2.17管路采樣式吸氣感煙火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置，應(yīng)符合下列規(guī)定（摘自規(guī)范第6.2.17小節(jié)，27頁(yè)）：

  1.非高靈敏型探測(cè)器的采樣管網(wǎng)安裝高度不應(yīng)超過(guò)16m；高靈敏型探測(cè)器的采樣管網(wǎng)安裝高度可超過(guò)16m；采樣管網(wǎng)安裝高度超過(guò)16m時(shí)，靈敏度可調(diào)的探測(cè)器必須設(shè)置為高靈敏度，且應(yīng)減小采樣管長(zhǎng)度和采樣孔數(shù)量；

  解讀：管路的安裝必須遵守嚴(yán)格的規(guī)定，否則產(chǎn)品性能無(wú)法得到正常的發(fā)揮。瓦格納獨(dú)有PipeXpress管路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠在符合歐標(biāo)EN54-20的前提下，快速并合理地根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)制定出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。

  2.探測(cè)器的每個(gè)采樣孔的保護(hù)面積、保護(hù)半徑，應(yīng)符合點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器的保護(hù)面積、保護(hù)半徑的要求；

  解讀：由于吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的一個(gè)采樣孔相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器，所以每個(gè)采樣孔的保護(hù)面積、保護(hù)半徑應(yīng)符合點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器的保護(hù)面積、保護(hù)半徑的要求。

  3.一個(gè)探測(cè)單元的采樣管總長(zhǎng)不宜超過(guò)200m，單管長(zhǎng)度不宜超過(guò)100m，同一根采樣管不應(yīng)穿越防火分區(qū)。采樣孔總數(shù)不宜超過(guò)100個(gè)，單管上的采樣孔數(shù)量不宜超過(guò)25個(gè)；

  解讀：在中國(guó)進(jìn)行銷售的吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器均應(yīng)根據(jù)《GB15631-2008特種火災(zāi)探測(cè)器》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試并獲得相應(yīng)的CCCF認(rèn)證。在檢測(cè)報(bào)告中，詳細(xì)列出了每個(gè)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)。

  4.當(dāng)采樣管道采用毛細(xì)管布置方式時(shí)，毛細(xì)管長(zhǎng)度不宜超過(guò)4m；

  解讀：有時(shí)為了美觀或其他原因，需要隱蔽安裝空氣采樣管。比如將采樣管安裝在天花吊頂之上，此時(shí)宜選用毛細(xì)管，并將其連接到管路系統(tǒng)中。當(dāng)采樣管采用毛細(xì)管布置方式時(shí)，由于毛細(xì)管的直徑較小，一般內(nèi)徑在9mm左右，所以毛細(xì)管長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)，以免影響進(jìn)氣量和探測(cè)性能。

（圖7：吊頂毛細(xì)管安裝指示1）

（圖8：吊頂毛細(xì)管安裝指示2）

  5.吸氣管路和采樣孔應(yīng)有明顯的火災(zāi)探測(cè)器標(biāo)識(shí)；

  解讀：為了便于觀察，維護(hù)和管理，應(yīng)顯著標(biāo)出采樣孔的位置。采樣孔標(biāo)識(shí)來(lái)規(guī)范每個(gè)采樣孔的大小，并且顏色顯著，便于識(shí)別。

（圖9：采樣孔標(biāo)識(shí)）

  6.有過(guò)梁、空間支架的建筑中，采樣管路應(yīng)固定在過(guò)梁、空間支架上；

  解讀：本條主要強(qiáng)調(diào)了管路的固定。此外，在管路設(shè)計(jì)時(shí)，也應(yīng)考慮過(guò)梁對(duì)于采樣效果的影響：

  ?當(dāng)梁突出頂棚的高度超過(guò)600mm或者大于頂棚總高度10%時(shí)，必須設(shè)置采樣孔并采用T型的立管采樣。

  ?當(dāng)梁突出頂棚的高度小于200mm時(shí)，可不計(jì)梁對(duì)探測(cè)器保護(hù)面積的影響。

  ?主梁距離大于4米時(shí)可采取在主梁中間吊桿將PVC管托起。

  ?T型上升采樣管由主管三通過(guò)渡至取樣管，最長(zhǎng)可達(dá)4m，且應(yīng)計(jì)入總管長(zhǎng)內(nèi)。上升管上采樣孔距頂部小于20cm，而末端堵頭不需開(kāi)孔。

  ?采樣孔開(kāi)口應(yīng)向同一方向，且孔口距離墻壁、梁壁不小于50cm。

（圖10：梁間安裝示意圖）

  7.當(dāng)采樣管道布置形式為垂直采樣時(shí)，每2℃溫差間隔或3m間隔（取最小者）應(yīng)設(shè)置一個(gè)采樣孔，采樣孔不應(yīng)背對(duì)氣流方向；

  解讀：在高大空間內(nèi)，當(dāng)陽(yáng)光的照射使封閉空間中的空氣在天花板下方形成熱氣層時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致煙霧分層現(xiàn)象的發(fā)生。而當(dāng)熱氣層的溫度高于煙霧時(shí)，它就會(huì)阻礙煙霧到達(dá)安裝在天花板處。此外，由于空調(diào)作用，還可能在某個(gè)高度形成對(duì)流層，阻礙煙霧上升，所以應(yīng)在墻面垂直布置采樣管。同時(shí)采樣孔應(yīng)正對(duì)或45°角對(duì)應(yīng)氣流方向，能夠更大限度地采集空氣樣本。

  8.采樣管網(wǎng)應(yīng)按經(jīng)過(guò)確認(rèn)的設(shè)計(jì)軟件或方法進(jìn)行設(shè)計(jì)；

  解讀：通常情況下，采樣孔孔徑在2~5mm之間，可參照產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告上的數(shù)值?；蛘吒鶕?jù)廠商提供的模擬計(jì)算軟件計(jì)算出采樣孔的孔徑。例如，瓦格納就為用戶免費(fèi)提供管路設(shè)計(jì)軟件PipeXpress，只需輸入相關(guān)項(xiàng)目信息，就能方便地計(jì)算出布管方式、采樣孔數(shù)量、直徑等信息，并生成一份經(jīng)VdS認(rèn)證的一致性證明。極大地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程，避免了不合理的設(shè)計(jì)。

  12.4高度大于12米的空間場(chǎng)所（摘自規(guī)范12.4節(jié)，47頁(yè)）

  12.4.1高度大于12m的空間場(chǎng)所宜同時(shí)選擇兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測(cè)器。

  12.4.2火災(zāi)初期產(chǎn)生大的場(chǎng)所，應(yīng)選擇線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器、管路吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器或圖像型感煙火災(zāi)探測(cè)器。

  解讀：建筑高度大于12m的場(chǎng)所，例如機(jī)場(chǎng)航站樓、大型倉(cāng)庫(kù)、古建筑、酒店及辦公大樓中庭、大型購(gòu)物中心、體育場(chǎng)館等區(qū)域，采用吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器和其他規(guī)范允許的探測(cè)器進(jìn)行雙重探測(cè)。

  12.4.4管路吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

  1.探測(cè)器的采樣管宜采用水平和垂直結(jié)合的布管方式，并保證至少有兩個(gè)采樣孔在16m以下，并宜有2個(gè)采樣孔設(shè)置在開(kāi)窗或通風(fēng)空調(diào)對(duì)流層下面1m處；

  2.可在回風(fēng)口處設(shè)置起輔助報(bào)警作用的采樣孔。

  解讀：當(dāng)高度大于16m時(shí)，陰燃火災(zāi)煙霧受熱分層效應(yīng)或空調(diào)氣流的影響，使其不能上升到屋頂位置，此時(shí)在垂直位置敷設(shè)采用管并在空調(diào)對(duì)流層下1m處開(kāi)采樣孔，有利于采集空氣樣本。另一個(gè)對(duì)抗空調(diào)作用的方式是在回風(fēng)口出布置采樣管，這是空氣流動(dòng)的必經(jīng)之路，在這里開(kāi)采樣孔能更有效的進(jìn)行探測(cè)。

（圖11：回風(fēng)口管路安裝示例）

  值得注意的是，各種不同場(chǎng)所對(duì)于火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的要求是不同的，有的需要對(duì)抗高氣流（如潔凈室，數(shù)據(jù)中心），有的對(duì)應(yīng)用溫度有要求（如冷庫(kù)），所以應(yīng)根據(jù)具體項(xiàng)目的要求，在符合規(guī)范的前提下，合理靈活地進(jìn)行設(shè)計(jì)。