早期烟雾探测系统在大型体育比赛场馆设施中的应用
作者:谊信(AVA)    发布于:2011-09-03 09:12:49    浏览 (1208)
摘要:为了迎接奥运会的到来,大量的设施正在或正准备兴建。这些设施中主要有比赛场馆和新闻通信中心。在这些场所,如何正确选择消防报警设备,使之充分发挥应有的作用,及早发现火灾隐患,是保证这些设施的安全使用,进而保证奥运会顺利进行的一个关键环节。

     比赛场馆和新闻通信中心是消防要求很高的场所,同时又有不同特点,只有选择适应其环境特点的消防报警设备,才能达到预期的保护效果。

    1比赛场馆

    比赛场馆观众多,灯光、音响等大功率电器设备集中,有发生火灾的危险因素。场馆内人员密度大,一旦失火,势必造成恐慌和混乱,如果措施不力,火势扩大,局面将很难控制,后果不堪设想。为了避免这种情况发生,只有尽早发现火灾隐患,及时处理,将火灾消灭于未燃。比赛馆内人声嘈杂,观众及工作人员的注意力均集中于比赛,很难希望人工发现初起的火情,要实现对火灾的早期报警,只有依靠火灾探测报警系统。在大多数场合,火灾的前兆,往往是烟雾的产生,可以通过对烟雾的探测发现隐蔽的火情。

    比赛场馆多为空旷的高大空间,其高度往往超过12m,在这一环境中,要确保对火灾发生初期烟雾的及时探测,将面临以下困难:

    (1)烟雾在扩散过程中被严重稀释,很难达到传统探测器的报警阈值。

    (2)烟雾在上升时,逐渐冷却下降,不能到达安装在房顶的探测器周围。

    (3)为保证参赛选手和观众的舒适,场馆内均装有空调系统,空调系统一方面使烟雾进一步被冲淡,进一步被冷却;另一方面,空调系统可能形成由进风口到回风口的固定气流,烟雾在这一气流中循环流动,或被排出室外,无法到达探测器附近。

    (4)比赛场馆多为薄顶建筑,经阳光照射后,在室内接近顶部的空间易形成逆温层,使烟雾停留在逆温层以下,无法接近探测器。

    由于上述原因,在这些比赛场馆使用点式报警系统会大大延迟报警时间,甚至不报警,严重贻误灭火时机。国家《火灾自动报警系统设计规范》规定:超过12m高的高大空间不适合使用点式报警系统。

    目前国内在类似高大空旷场所多使用红外射束式探测器。这种探测器是利用红外射束被烟雾遮挡、减弱来探测烟雾进而报告火警的,在高大空间使用效果要好于点式探测器,但也有较大局限。红外射束式探测器在应用中的主要问题在于灵敏度较低。红外射束式探测器的探测灵敏度比点式探测器还要低许多,其出发点在于发现初起的小规模火灾,防止其蔓延扩大。虽然由于红外射束式探测器安装高度距顶棚还有一段距离,在某种程度上克服了逆温层的影响,但大空间中因烟雾稀释浓度降低所造成的报警延迟问题却由于其探测灵敏度低而变得更加严重。当红外射束式探测器报警时,往往火灾已经发展到一定程度,快要或已经燃烧起来,并已经造成了一定损失,引起了相当恐慌。因此红外射束式探测器并不是在比赛场馆进行火灾探测的理想设备。在很多情况下,人们使用这种探测器,不过是因为没有更好的探测手段而采取的权宜之计。

    最近,一种早期烟雾探测系统为这些比赛场馆的早期火灾报警提供了可能。

    早期烟雾探测系统又称作吸气式或采样式烟雾探测系统是一种基于光学空气检测技术发展的,由微处理器控制的烟雾检测装置。探测器利用其内部的吸气泵,通过分布在保护区内的采样管网,连续采集空气样品,经过滤器过滤灰尘后送至激光探测腔分析。激光探测腔采用激光散射方法探测空气样品中的烟雾粒子,探测结果经计算分析后,判断是否发生火警,进而显示报警并根据编程发出控制信号,同时储存报警事件及时间。
    探测器采用独特的双散射光接收器及三维(3D)观测法,可探测到直径0.01μm-20μm的所有烟雾颗粒,对天然物质及合成物质燃烧产生的烟雾均能很好探测。探测器对烟雾的探测分辨力为0.00075%Obs/m,报警阈值设定范围为0.005%Obs/m~20%Obs/m,比点式探测器的报警值(3%Obs/m~5%Obs/m)高1000倍。探测器极高的探测灵敏度对于在比赛场馆之类高大空旷场所使用的重要意义在于使其能够克服因烟雾稀释变淡所带来的报警延迟问题。

    一般情况下,火灾的发展过程经过无可见烟(气溶胶)阶段、可见烟阶段、燃烧(火焰)阶段和剧烈燃烧(高温)阶段。点式感烟探测器和红外射束式探测器在有可见烟阶段报警;火焰探测器则在明火燃烧阶段做出反应;在剧烈燃烧阶段,温度升高,感温探测器报警同时水喷淋系统动作。探测器以其极高的探测灵敏度和极宽的报警值调节范围,四级报警涵盖了火灾发展的整个过程,在火灾发展的各个阶段均能发出报警并控制相应的消防设备动作。一般而言,火灾发展的无可见烟阶段时间相对较长,在此阶段发现初起的火情,就可以为及时采取措施,消灭火灾隐患,将损失降低到最小争取到比较充裕的时间。这一点对于一但火起将很难控制的比赛场馆尤其难能可贵。初起的火情甚至可以在不惊扰观众的情况下被消灭,从而避免了观众惊慌所造成的混乱局面.

    报警灵敏度不同所意味的报警时火灾发展程度的不同,可以从测试曲线得到一个直观的印象:这是在一个面积为1200m2,5m高,无空气流动的房间里燃烧不同长度的电缆所得到的烟雾浓度变化曲线。从曲线可以看出,要达到点式感烟探测器报警时的烟雾浓度(3%-5%Obs/m),要燃烧数百米电缆,红外射束探测器报警时燃烧的电缆更长。而探测器只需燃烧不到10cm电缆即可报警(0.005%Obs/m)。现场情况的差别可想而知。

    还有,一种通过视频图象技术进行火灾探测报警的新型消防报警系统应用于大空间场所的火灾探测。这一系统主要包括"双波段图象火焰探测"和"光截面图象烟雾探测"两种探测方式。前一种用于火焰探测,后一种用于烟雾探测。如前所述,一般情况下,在火灾的发展过程中,烟雾是早于火焰产生的,当出现明火时,火灾已经到了比较严重的阶段,所造成的损失已经相对较大,尤其火焰使人产生的心理恐惧,可能造成更加难以控制的局面。因此,在比赛场馆对火灾的探测还应以烟雾探测为主。而"光截面图象烟雾探测"类似于红外对射探测方式,也是利用烟雾对光线的遮挡探测火灾的。相对于红外对射探测器而言,"光截面图象烟雾探测"在对保护区的覆盖方式、抗干扰性能等方面有了较大改善,但在探测灵敏度方面却未见明显改进,而这一点,对于能否在火灾初期及时发现火情是志关重要的。另外,保护区内可能出现的遮挡物,如:旗帜、灯具等,都会对这种图像探测方式带来很大困扰。

    探测器除探测灵敏度高的优势以外,其采样方式亦十分简便灵活。<br />探测器的采样管(PVC管)可布置在房顶、桁架上,也可沿墙壁垂直布管或多层水平布管,对不同高度的空气采样,从而克服空气份层对烟雾探测的不良影响。探测器主动吸气的采样方式,可以突破气流屏障,因而不受高速气流影响,可以在空调回风口进行探测。由于空调系统运行时,场馆内所有空气均经回风口排出或循环,烟雾必然经过回风口,所以这是最为行之有效的探测方法。而点式探测器由于受气流影响,是不可能布置在回风口的(规范规定:点式离子感烟探测器在空气流速超过5m/s的环境中不能使用)。对于消防要求高的场所,在布置采样管时还应考虑空调系统不连续运行,有时关闭的情况,将回风口采样与其他采样方式结合使用,才能达到全面的保护效果。
    VESDA探测器作为一种可靠有效的火灾预警系统在国外早已被广泛应用于体育场馆等具有高大空间的场所。澳大利亚悉尼奥运会的比赛场馆很多都装有该烟雾探测系统,在悉尼奥运会进行期间,该系统为保证奥运会的消防安全做出了贡献。同样具有高大空间的悉尼歌剧院,也安装了VESDA探测系统。比较靠近我们的例子是建成不久的香港赤腊角新机场,该机场的候机大厅、飞机库、货运仓库,共使用了近200台VESDA早期烟雾探测器。

    烟雾探测器在天花下水平采样时,单台最大保护面积2000m2(15m高),此数值随空间高度和气流强度的不同而有所变化。

    探测系统的采样管网安装方便,而且几乎不需维护,因此即使这些采样管布置在高处,也不会给安装施工和以后的维护保养带来多大的麻烦。无疑,早期烟雾探测系统应该是我国奥运比赛场馆首选的消防报警设备。

    2新闻中心

    为了使届时将云集北京的各国记者能够及时报道比赛消息、奥运新闻以及转播比赛实况,新闻中心是必不可少的重要设施。新闻中心电子设备密集,人员多而忙乱,稍有不慎即可能发生火灾。在选择消防报警设备时,应考虑新闻中心的一些特点:(1)必须保证工作不中断;(2)设备昂贵、脆弱易损坏;(3)火灾初起时规模小、热量低,烟雾少、飘升慢,不易被察觉;(4)环境要求高,有完善的空调系统。上述这些特点要求消防报警设备要尽早发现火灾隐患,在还没有造成损害之前即采取措施将火灾消灭,确保人员工作和设备运行不受影响。

    点式感烟探测器在新闻中心使用仍然面临探测灵敏度低,受空调气流影响,导致报警过晚的问题。当点式探测器报警时,即使火灾规模尚未扩大,但也已造成一定损害,特别是导致设备、人员工作中断,使新闻不能及时播出,将造成重大商业损失及不良政治影响。

    早期烟雾探测系统凭籍其超强的探测能力和灵活的采样方式,可以在火灾尚未形成的阶段发现隐患,及时发出警报,采取有效措施,从而避免设备损坏和工作中断。

    电子设备在过载发热时,其电缆(线)的绝缘层和电路板等绝缘材料,会散发出一种卤化物粒子,无色无味很难察觉,VESDA探测器对这种物质却非常敏感,能够及时探测发出警报,其报警时,绝缘材料往往刚刚变软,尚未炭化。正因如此,该探测器被称为防范电器设备火灾的哨兵。

   早期烟雾探测系统采样管网在新闻中心的布置也应采取房顶和回风口两处复合采样方式,以确保在各种情况下可靠报警。</p>

许多电子设备配有机柜,机柜虽然保护设备不受碰撞,但在设备失火时,也会阻碍烟雾扩散。VESDA探测器可以利用毛细管深入机柜内部采样,确保在第一时间发现火灾隐患。
   早期烟雾探测系统的灵敏度虽然很高,但却不会发生误报,探测器采取了多种先进的防误报措施,如:过滤器、参考探测器、报警延时等,杜绝了误报现象。

   早期烟雾探测系统是高度智能化产品,具有自学功能,其报警阈值可以针对现场情况自动调整。探测器在完成设置后,可根据需要设定15分钟至15天的自学时间。自学期间,探测器不断检测现场情况,分析空气背景数值,自学期满后将根据分析结果自动调整各级报警阈值。因此,VESDA探测器的每组报警阈值都是为每个保护现场量身定制的,完全符合现场情况,即达到最好保护效果,又不会引起误报。这一点是其他消防报警产品所不具备的。VESDA探测器在自学期间,将根据人为设定阈值报警。探测器能区分工作和非工作时间,自动调整报警值。该探测器还具有模块化结构、网络功能等技术优势。

    早期烟雾探测系统作为最新一代消防报警产品,主要使用在消防要求高、传统探测方式无法满足要求的场所。随着我国经济建设和科技领域的发展,对消防报警系统的要求越来越严格,早期烟雾探测系统将有着日益广泛的应用前景。</p>

 

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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QUARTAS-500空气采样烟雾探测器追求的是合理的灵敏度与适当的保护面积,能达到比主流产品更佳的极早期火灾预警效果,是一般场所使用极早期预警系统的最佳选择。
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