空气采样在地铁防火系统设计中重要性分析
作者:谊信(AVA)    发布于:2011-08-25 08:48:32    浏览 (1126)
摘要:地铁是城市交通的重要组成部分,是城市现代化程度的重要标志。从世界各地的地铁发展运行史上来看,各种各样的火灾,包括设备故障、人为疏忽以及故意破坏引起的火灾事故仍然时有发生,并且有逐年上升的趋势
 一、概述

    地铁是城市交通的重要组成部分,是城市现代化程度的重要标志。从世界各地的地铁发展运行史上来看,各种各样的火灾,包括设备故障、人为疏忽以及故意破坏引起的火灾事故仍然时有发生,并且有逐年上升的趋势。地铁多数运行在地下,火灾疏散不方便,需要火灾报警系统及时的探测火灾,为消防疏散争取更多的时间。火灾报警系统的正常工作直接关系到地铁的安全运营,关系到人民的生命财产安全。因此在设计的过程中,应严格遵守规范的要求,选用先进、安全的系统,同时保证其准确完成系统的功能,成为轨道交通运营、火灾自动报警系统设计人员一直需要关注并解决的迫切问题。

    二、传统火灾探测技术的不足

    在地铁火灾自动报警系统的设计中,近年来在电缆夹层、大空间的场合(停车库等)、站台公共区、受镂空等装修方案影响的站厅公共区设置的传统火灾探测器如:点型智能感烟探测器、感温电缆、红外对射式感烟探测器)已不能满足灵敏度要求,原因有以下几点:

    1.点式烟感探测器均为被动式探测,安装位置通常安装在顶部或吊顶板下。在站台层公共区区域由于受车站通风空调及车辆运行所导致的气流的影响,烟雾粒子会被气流很快稀释,并随着气流的运动轨迹而移动,在火灾的初始阶段并不会向顶部上升,因此点式烟感探测器不适用于具有高气流环境的站台公共区区域。

    由于现在社会朝着人文环境的发展,地铁的装修设计也不例外。现在大部分地铁车站站厅公共区、站台公共区区域装修吊顶结构复杂、不规则、采用存在镂空或方通吊顶,这些都对传统火灾探测设备的布置和维护带来了困难,往往容易产生保护死角或不符合消防法规的要求;虽说目前针对镂空或方通吊顶,有设计人员采用吊顶上下双层布置传统火灾探测设备,这给点式烟感探测器设备的检修带来了许多困难。

    2.在站台板下电缆夹层区域,传统惯例都是选择感温电缆,但事实上,在实际使用当中,感温电缆的不足也十分明显:(1)响应迟缓(由于火灾的发展趋势,温感本身就要比烟感的响应时间滞后);(2)敷设施工十分繁复,尤其是当电缆需要增加或减少时;(3)必须对每一层电缆单独敷设感温电缆,成本昂贵。

    3.红外对射式感烟探测器需要大量可见烟的遮挡才能报警,它的灵敏度比点式感烟探测器还要低很多,不适合在需要进行火灾及时探测,早期疏散的场所使用。而且,由于安装方式的限制,安装有红外对射式

    感烟探测器的区域空间,今后的商业利用价值将受到很大的影响,诸如广告条幅,装饰彩旗等均不能设置,否则会由于遮挡导致误报。对于地铁停车库等高大空间,由于存在热障现象和受建筑物结构变形、列车进库的振动等影响,红外对射式感烟探测器的探测效果不明显。

    在今天这个新技术、新产品层出不穷的时代,结合国内外地铁的成功应用经验,建议在上述特殊的环境条件中,结合火灾自动报警系统设计规范,借鉴国内外的先进技术和经验,并要征得当地公安消防主管部门的审批同意,采用探测效果更好、技术更先进,维护更简便的火灾探测报警手段来达到全面保护、防患于未然的目的,以更好的保障地铁的正常运行及乘客的生命安全。

三、吸气式烟雾探测报警技术

    吸气式烟雾探测火灾报警系统属于烟雾探测报警的一类,但由于它运用激光技术并采用主动吸气的方式,因此可以及早探测到火情,及时采取措施,以保证重要系统可以连续安全的工作;其次可以减少自动灭火系统不必要的启动(避免灭火系统对设备造成的二次损失以及重新充装气体的昂贵费用);另外可在传统探测方式不适宜的场合安装使用;还能减少正常维护的工作量,降低维护费用;更能充分地争取时间,减少设备的损失并保证人员安全。

    吸气式烟雾探测报警技术是在消防报警方面的烟雾探测领域出现的相对较新的技术,自上世纪70年代后期最先应用于全球的通讯行业,之后在许多其他行业得到广泛应用。该系统进入中国大陆市场的时间也已超过10年,如:澳大利亚艾克利斯有限公司的ICAM空气采样烟雾探测系统。

    目前,国内发达地区(如:北京、上海、广东等)已相继制定并实施了专门的吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收地方规范,以推动此种技术的普及应用。正在修订的国家消防报警规范《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2008)也已经增加了有关内容,规范中明确指出“具有高空气流量的场所、点型感烟、感温探测器不适宜的大空间、需要进行火灾早期探测的关键场所等宜采用吸气式(空气采样)早期烟雾预警系统。即将发布实施的新版《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50166-2007)中也专门增加了通过管路采样的吸气式(空气采样)烟雾火灾探测系统的施工及验收要求。

    吸气式烟雾探测火灾报警系统与传统火灾探测报警系统的特点对比表

    

极早期火灾预警系统和传统感烟探测系统的对比
  ICAM极早期吸气式烟雾及气体探测系统 传统点型烟感探测系统
  IFT系列 ILS-1/ILS-2 离子 光电
探测原理 主动抽取外界空气,只要空气中有烟尘,就能及时报警,属主动式探测;采用激光腔前向散射技术和360度仪表级悬液计光接收器技术,或激光点式探测。 烟雾扩散至探头里,并达到一定浓度才能探测并报警,属于被动式探测;一般采用光电管和放射源。单项模拟量可寻址技术
探测器类型 采用激光腔高频谱激光技术和360度仪表级悬液计光接收器技术。三维图像分析。 激光感烟探测 电离方式 红外散射方式
采样方式 主动抽气式探测系统能够将最初产生的一点点烟雾吸取到传感室内,不管多高的空间都能探测到烟雾。 由于烟雾的热上升特性,烟雾首先上升并附着于天花板上,只有当烟雾聚集量超过探测器的安装高度时才能进入传感室。否则无法探测到烟雾
灵敏度 0.001% - 20% obs/m (0.0003% - 6.10% obs/ft)连续可调 0.06 - 6.0 % obs/m (0.02 - 1.83 % obs/ft)连续可调 2-6% obs/m不可调 4-10%obs/m不可调
当极早期探测器报警的事后给值班人员扑灭火灾的时间有100~200分钟。 是早期探测系统的几百分之一到几千分之一。当传统探测器报警的时候,往往是火灾已经形成一定规模或给值班人员扑灭火灾的时间只有几分钟。
灵敏度可由系统编程设定,误报率极低。 灵敏度由人工设定。
抗干扰能力 采样由PVC管道、取样孔等组成,无需走电线,所有电子元器件都在极早期探测器的机壳之内,不易受到外界电磁场的干扰。除常规场合,还可用于防爆场所、超强电磁辐射场所,危险、有毒场所,在微波室、正负电子对撞机、油库和军火库里都可放心使用。 由于控制器和探测器由电源线和信号线相连,电线比较长(小工程也在几百米以上),长线易形成天线效应,感应空间电磁波,尤其是在通信、计算机房等强电磁干扰区域,轻则影响探测器和控制器的信号传输,重则可能损坏控制器和探测器的内部元件。
安装维护 该系统采样管网为PVC管材,与主机无电气连接,只需定期现场清洗两级过滤网即可,维护工作量很小,无需费用。 使用一定的时间必须清洗并重新标定,维护工作量大,费用较高。
适用范围 各种环境:适用于通信机房、数据中心机房、无人值守室、会展中心等大面积、高气流的地方,烟草、仓库、电缆隧道、发电厂等环境恶劣的地方,银行、档案馆、轨道交通等重要场所等。 点型感烟探测器适用于办公室、宾馆客房等独立区域中。在许多特殊场所无法使用,由于报警灵敏度低,往往起不到早期报警方作用。
组网能力 极早期探测系统可以独立组网,也可以通过RS485与TCP/IP接口用计算机联网,或者以继电器开关量接口与其它系统联网(如传统报警控制系统)。还有黑匣子功能,能记录20000条信息。 一般只能独立组网。
抗环境气流影响能力 不受环境气流的影响。像数据中心、程控机房都有大型空调机组,室内空气流动强烈,传统的感烟探测器很难达到报警阈值,极早期火灾报警系统可以达到。 受环境气流的影响很大,在许多强气流的位置,根本无法报警。
光学器件的清洗 由于有二级过滤装置,抽入探测腔的空气是洁净空气能保证探测器的光学表面洁净无污染,确保探测器的校准稳定无误,寿命长久。 时间一长,传统感烟探测器的光学器件会布满灰尘,使传感器的灵敏度下降,甚至失效,必须由人工逐个检测并拆下清洗,工作量很大且易损坏器件。
价格 对于小面积,普通常规防火区域:较贵。而对于大面积及非常规领域,价格适中。而且能解决传统感烟探测器根本无法解决的问题。能真正起到保护生命财产的作用,而不是为了应付消防检查的摆设,在一定意义上,他们是两种截然不同的产品,不能放在一起比价。 相对于小面积,普通常规防火区域:便宜。大面积使用及多防火区间使用时,成本增加明显。针对非常规领域,根本无法起作用。

    吸气式烟雾探测火灾报警系统与传统火灾探测报警系统的特点比较如表所示。结合表和以上论述可以看出,吸气式烟雾探测火灾报警系统相对于传统的点式感烟探测系统和红外对射式的感烟探测系统等来说,在某些特定的场合,具有不可比拟的优势。因此,针对目前在地铁火灾报警系统设计中对于传统选择的报警系统遇到的种种不足之处,建议在地铁高大的车库、站台公共区、站厅公共区、站台板下电缆夹层区域考虑使用吸气式烟雾探测火灾报警系统。

    四、结束语

    吸气式烟雾探测报警技术在上文所述的特殊场合,能提供及时准确地报警,为人员的疏散及火灾处置提供了充足的时间,从而有效地避免或减少由于恐慌所导致的人员伤亡。在对吸气式烟雾探测报警技术产品选用时,应对其技术指标,系统的稳定性、可靠性,经济投资,与火灾报警控制器主机的通信接口、软件协议开放程度等多方面因素考虑。

CSD-100机柜型极早期烟雾探测主机是针对机柜火灾探测所设计。它具有迷你的机身及足够高的烟雾灵敏度(0.001%obs/m),能够对单一机柜进行空气取样探测,既能达到极早期火灾预警的效果又能够区别个别机柜。
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