极早期感烟型火灾探测器在高大仓库中应用
作者:谊信(AVA)    发布于:2011-09-09 09:30:17    浏览 (2431)
摘要:空气采样式火灾探测器灵敏度比传统的探测器高将近1000倍,采用主动抽气式的采样方式,能在人肉眼看不到烟时就能提前预警,即(提前1-2小时)能捕捉到火灾信号达到早期预警,这样能提前人为消灭火灾隐患,不需启动灭火设备。而传统火灾探测,灵敏度低探测方式被动即使报警也即出现明火,损失严重,且需启动灭火设备。

一、概述

    随着社会经济的迅速发展,高大空间建筑物比比皆是。这些建筑物无论在体型大小、空间高度使用功能、装修标准等方面均较过去50-70年代修建的同类型建筑更具现代化、大型化、非标准化。高大空间的民用建筑如:大型剧场、会展中心、大会堂、博物馆等;生产性军用建筑如:各种生产类别的火箭厂房、导弹仓库、飞机维修库、储存仓库、飞机发动机车间等这些建筑不仅体型大,高度高,除普通生产厂房和储存仓库外大都有较高的装修标准,同时也是使用功能复杂、人员密集、火灾隐患大的大型空间建筑。但近几年来高大空间建筑连续发生数起群死群伤的特大火灾事故,消防设计满足不了高大空间建筑要求。尤其是目前众多的大型影剧院、会议展览中心、体育馆、高大仓库、纺织行业等,其建筑结构特殊、防火分区过大,设施复杂,火灾隐患颇多。一旦发生火灾不能及早发现和有效扑救灭火,这不仅给消防救援带来巨大的压力和困难,同时也将造成巨大的经济损失和社会影响,甚至还会造成人员伤亡。因此,完善高大空间建筑物的消防设施,合理设计这些高大空间的火灾自动报警系统是十分必要的,而且刻不容缓。

    二、高大仓库的特点

    目前高大仓库有两种类型:一种是高架立体仓库(如下图1),货物存放在立体货架内,完全是自动化操作,可以实现全自动的物资存取、对整个库存物资有很好的视野。但是,由于物资存放集中,包括存放了许多高价值的产品,单位面积上的价格指数很高。在出现意外火灾的情况下,一个接一个的货架和相互间隔较小的通道为火势的蔓延提供了非常有利的条件。狭小的通道也容易导致火灾时立体仓库的倒塌、火舌的飞舞和炽热火焰的热辐射将火灾传递到相邻的库区。另一种是彩钢板结构仓库(如下图2),此种仓库一般都比较高大、空旷,货物和设备比较多并且密度较大,仓库的管理人员较少。

这些仓库环境条件特殊、室内空间比例关系复杂,高度超过12米,又无法使用传统的点式烟雾报警器,只能用红外对射,但其中间不能有遮挡物,可仓库内有吊车,吊车上下来回工作肯定会遮挡,而且红外对射灵敏度比感烟探头还低,安装调试较复杂。根据经验,在高大仓库中火灾发生的早期,烟雾和燃烧的气体并不是迅速地达到立体库的顶棚,而是停留在货架中、停留在货架之间的通道中。

 
而空气采样式烟雾报警器系统可以垂直、水平同时布管(见图1、2、3),将停留在货架中、货架之间的烟雾和燃烧的气体主动抽进探测器内,通过激光探测将这些停留在火源附近的火警信息可以及时、最迅速的传给消防主机及现场值班人员,可以及时采取措施消除火灾隐患。在每一个高架货架通道中,吸取管道均配置在两个不同高度的层面中,从而可以在火灾苗头出现的第一时刻,就及时地将火源位置确定下来,及时准确报警。如使用感烟探头或红外对射只能浓烟滚滚烟雾慢慢飘移到顶棚处才能报警,这就失去了救火的最佳时间,此时即使扑救及时,财产损失亦很严重。

    从以上可以看出空气采样式火灾探测器,灵敏度比传统的探测器高将近1000倍,采用主动抽气式的采样方式,能在人肉眼看不到烟时就能提前预警,即(提前1-2小时)能捕捉到火灾信号达到早期预警,这样能提前人为消灭火灾隐患,不需启动灭火设备。而传统火灾探测,灵敏度低探测方式被动即使报警也即出现明火,损失严重,且需启动灭火设备。

    三、空气采样式火灾预警的特点

    一般火灾的产生可分为四个阶段:①预燃阶段②可见烟雾燃烧阶段③火焰燃烧阶段④剧烈燃烧阶段。传统探测器一般都在火灾发展到后三个阶段时才发出报警,而这三个阶段的时间都相对较短,约几秒钟到几分钟,所以即使发现火警也往往为时已晚。而空气采样式火灾预警系统却能在火灾的预燃阶段(提前30~120分钟)发出报警,从而赢得宝贵的救火时间。

    预警早:灵敏度为0.004%obs/m-20%obs/m;

    可靠性高:全部采样工业级硬件设计,可靠性第一;

    抗干扰能力强:采样由PVC管道、取样孔等组成,无需走电线,所有电子元件都在探测器的机壳之内,不易受到外界电磁场的干扰。可用于防爆场所、超强电磁辐射场所,在微波室、正负电子对撞机、油库和军火库里都可放心使用。

    安装方便、维护量小:传统感烟探测器使用一定的时间,必须清洗并从新标定;

    独特的采样方工:激光器所发出的激光经过聚焦后在侦测室的正中央聚焦,当烟粒子经过取样管网传送回侦测室时,相对比例的烟粒子通过聚焦点时所形成的光线经前向散射会被接收器读取,此读数通过计算机运算后就能反映出烟雾浓度的大小及相应的比例。在普通PVC管上打个孔即可。还可用软管直接从被保护的设备里直接取样,因此;安装形式灵活多样、调试简单、保护范围更广。

    误报率几乎为“零”:

    灵敏度和误报率是一对矛盾,灵敏度越高,误报率也会越高。但早期火灾预警系统却能彻底解决这一矛盾,达到零误报的目的,这主要基于它采用了以下的技术:环境自动学习功能,可以对环境进行学习,然后,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;自动比较功能可以设置警报的延时输出,经过一段时间的比较,系统确信烟雾的稳定变化后再发出警报,从而避免由于环境的异常变化造成的误报;采用滤网装置,将非烟雾的灰尘等污染物,在进气口就滤除掉。可调式分级报警功能;针对不同用户的环境要求实施不同的报警级别,以达到准确预报的目的而又避免误报;与传统探测器先人工设定灵敏度的方式恰恰相反,它是先人工设定自己可以接受的误报率,然后由机器根据实际环境自动设定灵敏度。因此误报率会极低。

超强的网络功能:

    空气采样式感烟火灾探测器由PCLink和主机联网组成,并且可与点型感烟、感温探测器、手动报警开关等兼容成为一个完整的消防自动报警系统。此外,早期火灾智能预警系统各主机间可用RS485接口通过PCLINK电缆等组成一个网络系统,实现集中式网络化管理。

    用户接口:

    空气采样式感烟火灾探测器提供用户RS232PC接口、联动接口,具有故障输出、火警输出、远程复位。RS485网络/PC机构成远程监控功能。

    智能化的电源系统:

    可配接UPS电源,主电断电后可继续工作四小时以上。

    特设的黑匣子功能:

    能记录通断电等各种操作、火灾时间和烟雾浓度、PVC管网破裂或堵塞、通讯故障等历史记录,可以随时读取、打印,为火灾事故责任的判定提供有力的原始证据,数据全部汉化。

    简单的管路安装方式:

    与传统探测器的布线不同,早期报警设备采用PVC管网布置,这样做的优点在于:安装极其简便,避免了繁琐的连线、安装调试工作。

    安装形式多样,可以采用不同的布设方式,例如:架设在天花板的下方、地板的下方、回风口处等,以适应不同环境的要求。

    可用于传统探头无法T探测的区域,例如:变电柜、高架地板、电缆槽、冷冻室、开阔高挑空间等、有易燃易爆物和强电磁强辐射干扰的场所等。

    四、传统探测器高大建筑保护的劣势

    点型探测器应根据所适用的规程,标准或规定安装。这些规程可指导安装人员根据对火灾的必要的响应时间,确定建筑内需要安装的探测器的最小数量及其位置。但在这种高大空间很难提供有效的保护系统。

    系统一旦安装性能就固定了。只有在具有复杂的专有协议的模拟量编码点型探测系统中才能进行小范围的调整。有时需要设备的生产商才能做到。

    探测器通常安装在较高位置,由于烟雾分层,任何烟雾都很难到达。

    光束型烟雾探测系统相对不敏感,而且需要有稳定的安装点。现代钢结构建筑在日照和风力作用下会有所移动,而导致光束不能对准。

    通常在较高位置采用“黑体加热”散热器为这种建筑供热,这会使光束探测器误报警。

    一旦安装完毕,没有任何法规要求在具有潜在的危险处或其周围采用模拟火灾烟雾测试烟雾探测系统。系统可能符合某一标准或规程,但是否能实际工作?

    对探测器进行日常维护和试验通常很难且需要昂贵的设备。这项工作通常具有破坏性,而且在经常对公众开放的建筑内,需要在加班时间进行。这项费用在评估不同的烟雾探测系统时经常被忽略。

    五、空气采样式感烟型火灾探测器保护高大建筑的特点

    空气采样式感烟火灾探测系统将能提供一种成本合理的解决方案,为高大建筑提供有效的烟雾探测系统。

    安装采样管网络时,至少要使采样孔间距符合相关规程,标准或规定的要求。

    如果预测到会有分层,采样点可以从主采样管道延伸出去(向下,向上或向旁边),以很低的成本将采样孔放在效果最好的位置。

    安装后,增加探测器数量的成本是有限的——只需增加校准孔的数量。

    空气采样式感烟火灾探测器具有人工智能(AI),持续记录现有空气污染水平,使之不断进行自我调节,保持最高灵敏度及最小误报率。如果应用场所有需要,可以通过很简单的操作提高或降低灵敏度。

    空气采样式感烟火灾探测系统需要进行日常维护的部分可以安装在易接近的位置。这样就大大降低了系统在生命周期内的成本。

    探测系统不会受建筑的移动或加热系统的影响。

    可以根据BS6266或BFPSA操作规程中的一系列烟雾试验对空气采样式感烟火灾探测系统进行调试和试验。用户及其代表可以在招标前规定适用其中哪些试验。因此用户能够保证系统在实际火灾情况下能够正常工作。如果内部变更可能会影响系统性能,可用烟雾试验验证是否对空气采样式烟雾探测系统进行变更。

    六、烟雾分层

    设计高大空间的烟雾探测系统时主要应考虑的问题是烟雾分层问题。较低位置的火灾产生的烟雾和气溶胶会产生一定的热能将其提升到能够安装感烟或光束探测器的位置。热的烟雾在上升过程中会与上部空气混合并消散、冷却。烟雾会在某一点失去热能不再上升,并水平扩散,最终像较小的颗粒物质那样开始下降。这就是通常所说的热对流或同温层现象。

    这一现象发生的确切高度取决于许多因素。例如在夏季很热的时候,该空间高处的温度很高,同温层就会较低。夜间或冬季,同温层会较高或不存在。通风气流,不论是固定的或是有压力的,都会有影响。因此,空气采样式火灾探测器可以够解决这一问题(第二点已说明)。

 

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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