根據現行的《火災自動(dòng)報警系統設計規范》（GB50116-98），點(diǎn)型感溫探測器的安裝高度不宜大于8m；點(diǎn)型感煙探測器的安裝高度不宜大于12m；房間高度大于12m的場(chǎng)所可選擇火焰探測器和線(xiàn)型的紅外光束感煙探測器；但是，火焰探測器和紅外光束感煙探測器都不適合于有遮擋的大空間，且紅外光束感煙探測器設置的高度不宜超過(guò)20m.

　　高靈敏度吸氣式火災探測器（AirSampling-typeSmokeDetector，簡(jiǎn)稱(chēng)ASD）作為解決高大空間火災報警的設備在大空間場(chǎng)所（如故宮、國家游泳館、國家體育場(chǎng)）已得到了比較廣泛的應用。

　　在本博物館的實(shí)施過(guò)程中，部分區域使用了ASD系統，成功的解決了高大空間傳統報警系統無(wú)法解決的問(wèn)題：包括煙霧分層問(wèn)題、煙霧被稀釋的影響問(wèn)題、高大空間對煙霧探測系統進(jìn)行維護的問(wèn)題、誤報問(wèn)題、保持建筑外觀(guān)完整問(wèn)題、對火災進(jìn)行有序響應的問(wèn)題。

　　實(shí)際運行證明，空氣采樣式煙霧探測系統有效彌補了博物館高大空間及特殊部位傳統報警方式的不足，使博物館報警系統更加完整、更加可靠。

　　關(guān)鍵詞高大空間吸氣式感煙探測器解決方法問(wèn)題總結

　　一、高靈敏度吸氣式探測器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ASD）系統組成

　　由空氣采樣探測器主機、采樣管道、24VDC電源及相關(guān)遠程顯示設備（LED顯示面板或CRT）組成�？諝獠蓸犹綔y起主機通常需要通過(guò)繼電器與傳統報警控制系統的輸入模塊進(jìn)行連接，從而實(shí)現報警聯(lián)動(dòng)功能。“

　　二、高靈敏度吸氣式探測器工作原理簡(jiǎn)介

　　高靈敏度吸氣式感煙探測器，即極早期火災探測系統是通過(guò)極高靈敏度的空氣污染探測器對從被監控設備或區域內吸取空氣樣品進(jìn)行連續地分析，以確定其中是否有煙霧成份。該類(lèi)型探測器是濁度計的一種，比傳統的煙霧探測器的靈敏度高數百倍。

　　ASD系統管道通常安裝在天花板下或上部，在每根管道的合適間隔上鉆有取樣孔�？諝獗没蛭鼩鈾C通過(guò)管道及其取樣孔連續地將空氣吸取到探測器中�？諝鈽悠分械臒熿F濃度與一組預先標定的煙霧臨界值比較。如果空氣樣品中的煙霧濃度超過(guò)預先標定的煙霧臨界值，則探測器啟動(dòng)報警。ASD系統可以將煙霧的報警值設定在0.005%Obs/m到20%Obs/m之間。ASD系統可以在0.005%Obs/m左右啟動(dòng)報警，比傳統的報警系統的靈敏度高數百倍。分級（分階段）報警和相關(guān)的時(shí)間延遲功能，可確保此類(lèi)系統避免誤報警。分級報警一般分為：

　　第一級報警--Alert（告警提示），可以用來(lái)招集防火專(zhuān)職人員對不正常情況進(jìn)行調查。

　　第二級報警--Action（行動(dòng)），可以啟動(dòng)報警功能，并通告其它人員。

　　第三級報警--Fire1（火災報警1），表示已非常接近或火災已經(jīng)發(fā)生。

　　第四級報警--Fire2（火災報警2），啟動(dòng)消防系統。

　　三、大空間火災探測器的選擇原則、適用場(chǎng)所、設置要求、具體位置解決方法

　　1.一般選擇原則

　�。�1）對火災初期有陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙和少量的熱。在很少或沒(méi)有火焰輻射的場(chǎng)所，應選擇感煙探測器。

　�。�2）對火災發(fā)展迅速，可產(chǎn)生大量熱、煙和火焰輻射的場(chǎng)所，可選擇感煙探測器、火焰探測器、圖像型探測器或其組合。

　�。�3）對火災發(fā)展迅速，有強烈的火焰輻射和少量的煙、熱的場(chǎng)所，應選擇火焰探測器或圖像型探測。

　�。�4）對于需要早期發(fā)現火災的特殊場(chǎng)所，應選擇高靈敏度的吸氣式感煙火災探測器，且應將該探測器的靈敏度設置為高靈敏度狀態(tài)；也可根據現場(chǎng)實(shí)際分析早期可探測的火災參數而選擇相應的探測器。

　�。�5）對火災形成特征不可預料的場(chǎng)所，可根據實(shí)際情況選擇多種組合探測器。

　　2.吸氣式感煙探測器適用場(chǎng)所

　　除了普通感煙探測器適用的范圍，吸氣式感煙探測器還特別適用于以下的場(chǎng)所：

　�。�1）具有高速空氣流的場(chǎng)所。

　�。�2）重要的或有特殊要求的場(chǎng)所。

　�。�3）低溫場(chǎng)所。

　�。�4）需要進(jìn)行隱蔽探測的場(chǎng)所。

　�。�5）需要進(jìn)行火災早期探測的關(guān)鍵場(chǎng)所。

　�。�6）人員不宜進(jìn)入的場(chǎng)所。

　�。�7）具有較強的電磁輻射容易引起其他探測器吳報的場(chǎng)所。

　　3.吸氣式感煙探測器設置要求

　�。�1）非高靈敏度型吸氣式感煙火災探測器的采樣管網(wǎng)安裝高度不應超過(guò)16m，高靈敏度吸氣式感煙火災探測器的采樣管網(wǎng)安裝高度可以超過(guò)16m.

　�。�2）對于可能存在煙霧分層的高大空間或安裝高度超過(guò)27m時(shí)，應在多個(gè)高度進(jìn)行采樣�？刹扇≡诙鄠�(gè)水平高度布置采樣管網(wǎng)，或在頂部布置一層水平采樣管網(wǎng)的同時(shí)，再向下垂直布置縱向采樣管網(wǎng)。

　�。�3）一臺探測器的采樣管總長(cháng)不宜超過(guò)200m，單管長(cháng)度不宜超過(guò)100m，單管上的采樣孔數量不宜超過(guò)25個(gè)。

　�。�4）在煙霧最有可能經(jīng)過(guò)的途徑（如回風(fēng)格柵口）布置取樣點(diǎn)，是實(shí)現極早期煙霧報警最為有效的方法。

　　4.吸氣式煙霧探測技術(shù)具體位置解決方法

　�。�1）大型天花板橫梁間留有梁口解決方法：

　　大型天花板橫梁間留有梁口，典型的天花板采樣其采樣管網(wǎng)通常安裝在這個(gè)巨大區域的下方，不能采集橫梁間的空氣樣品。為彌補這一不足，需從主采樣管上縱向伸出剛性采樣管，向上進(jìn)入橫梁間的區域。在頂端，采樣管的方向由垂直轉向水平。水平采樣管末端使用密封的末端帽，在末端帽的前面需要鉆一個(gè)采樣孔。

　�。�2）回風(fēng)區域及地板下的保護

　　●天花板上

　　在天花板上回風(fēng)區域（通風(fēng)管道）。要將采樣管網(wǎng)設計為可監控通過(guò)回風(fēng)區域的氣流。

　　●回風(fēng)格柵采樣

　　采樣管安裝在通風(fēng)管道或空氣處理設備（AHU）的回風(fēng)格柵上，在回風(fēng)格柵上方進(jìn)行回風(fēng)采樣，以避免采樣空氣的稀釋以及在采樣管網(wǎng)內形成壓力的情況。

　　●地板下

　　地板下采樣也用于監控安裝在地板下的電纜和設備。

　�。�3）大空間采樣

　　天花板高的大廳，需要專(zhuān)門(mén)的采樣管網(wǎng)設計方案。由于熱空氣靠近天花板，煙霧失去熱量，停止上升并在某一高度保持水平，因此在不同高度上形成了分層，限制了煙霧的上升和到達采樣采樣管網(wǎng)。此外，溫度、通風(fēng)和屋頂高度等因素都影響著(zhù)分層程度和煙霧上升的高度。上述因素的改變將導致場(chǎng)所不同的分層效果。容易發(fā)生分層時(shí)地方使用傳統采樣管網(wǎng)效果不佳。

　　為了克服分層影響，除在天花板上設置采樣管外，還應安裝一根或一根以上的縱向采樣管。它可以穿透不同高度的分層，實(shí)現多層次采集空氣樣品。

　�。�4）特定目標的保護

　　●機柜上方采樣

　　采樣管直接安裝在被保護機柜的上方，采樣孔位于機柜排氣格柵上方，朝向機柜氣流方向。每臺被監控的機柜上方應至少設置一個(gè)采樣孔。

　　四、設計及實(shí)施前準備工作

　　1.取得場(chǎng)所布局圖和測量結果

　　開(kāi)始設計前，須了解場(chǎng)所布局。平面圖顯示了被保護區的測量值，有助于規劃防火分區和ASD地址（也稱(chēng)ASD區域）。場(chǎng)所平面圖還顯示了用于不同用途的區域及自由氣流的受阻情況（隔板、氣幕等）。需要特殊保護的區域，以及裝置機器、設備、機柜所在的位置，貨架在倉庫中的位置等情況應在場(chǎng)所平面圖中做出標記。

　　2.明確管理要求

　　設計人員決定場(chǎng)所適用的當地規范和標準。在創(chuàng )建防火分區、ASD探測器地址（也稱(chēng)ASD區域）和編制采樣管網(wǎng)設計方案時(shí)須考慮上述要求。

　　3.被保護區內的氣流情況

　　設計采樣管網(wǎng)時(shí)應確定被保護區的自然氣流，還應考慮現有或建議的機械通風(fēng)系統、氣幕、卷簾門(mén)或隔板這些可能影響自由氣流的設施。如果可以進(jìn)行煙霧測試以確定氣流，氣流的穩定性或波動(dòng)情況需要包括在高效采樣管網(wǎng)設計中。對氣流的正確判斷影響著(zhù)采樣管網(wǎng)在火災初級階段的探測性能。

　　4.環(huán)境條件

　　應對一個(gè)場(chǎng)所不同區域的現有環(huán)境條件進(jìn)行鑒別，每個(gè)區域的環(huán)境條件可能各不相同。吸氣式煙霧探測系統的效果取決于對監控區域環(huán)境條件的判斷的準確性。

　　5.場(chǎng)所的用途

　　設計采樣管網(wǎng)時(shí)應考慮場(chǎng)所和被保護區的用途，典型的場(chǎng)所包括辦公區、倉庫、工廠(chǎng)、機房和自助餐廳等，都需要在設計采樣管網(wǎng)時(shí)進(jìn)行特殊考慮。

　　6.場(chǎng)所的結構（橫梁、內梁和管道障礙物）的影響

　　7.被保護區外部環(huán)境的可能影響

　　五、博物館設置吸氣式煙霧探測技術(shù)的必要性

　　博物館、藝術(shù)館、展覽館等場(chǎng)所的內部設計通常是或典雅、或富麗，給人美的享受。同時(shí)，這些場(chǎng)所空間大、屋頂高、占地面積廣。

　　這樣的環(huán)境，對于火災探測卻是個(gè)難點(diǎn)區域。若出現火情，則極易發(fā)生重大傷亡事故和財產(chǎn)損失。因此非常需要性能卓越的、尖端的火災探測方法。

　　傳統煙霧探測系統的靈敏度不夠高，無(wú)法在此類(lèi)高大開(kāi)放式空間中有效地探測煙霧。而且，由于煙霧上升過(guò)程中氣流會(huì )使之飄散，在高大開(kāi)放式空間中，傳統煙霧探測器的尋址功能已變得毫無(wú)意義。

　　此外，博物館的內部環(huán)境對外觀(guān)要求很高，它不允許富麗堂皇的裝飾被破壞。傳統的點(diǎn)式探測器在這樣的環(huán)境中會(huì )顯得非常扎眼和不協(xié)調。

　　吸氣式煙霧探測技術(shù)的出現為這類(lèi)場(chǎng)所的火災探測帶來(lái)了希望。

　　六、吸氣式煙霧探測系統在博物館工程中解決的問(wèn)題

　�。�1）煙霧分層問(wèn)題的解決

　　煙霧分層現象是指煙霧達到了一個(gè)平衡點(diǎn)，在天花板層面的下方形成了蘑菇團，而無(wú)法到達天花板安裝煙霧探測器的位置。這在高大空間中是常見(jiàn)的現象。而我國的國家標準規定，點(diǎn)式探測器的安裝高度不得超過(guò)12米，對射式探測器的安裝高度不得超過(guò)20米。這樣一來(lái)，這些傳統探測器就無(wú)法在此類(lèi)場(chǎng)所安裝使用。而新修訂的《火災自動(dòng)報警系統施工及驗收規范》（GB50166-200X）中規定，高靈敏度的空氣采樣式煙霧探測器可以安裝在16米以上的任何高度。因為空氣采樣式煙霧探測系統是通過(guò)管網(wǎng)進(jìn)行主動(dòng)采樣，可以將采樣點(diǎn)置于建筑物內最有效的煙霧探測位置，即煙霧的必經(jīng)之路上，而不一定是天花板上，從而避免了煙霧分層對火災探測的影響。

　�。�2）煙霧稀釋的影響問(wèn)題的解決

　　因為空調系統的混合作用，空調系統的運行成為火災探測的制約因素。高大開(kāi)放式空間中的煙霧會(huì )在流動(dòng)過(guò)程中被高度稀釋?zhuān)�根據通風(fēng)系統的控制要求以及對其安裝高度（距地面高度）的設計要求，煙霧及火災探測系統的相關(guān)設計需要考慮多種因素。即使是此類(lèi)環(huán)境中經(jīng)常使用的對射式探測器或視頻探測器，靈敏度也相對不足。它必須等到火災達到較嚴重的程度才能探測到火災的存在。

　　點(diǎn)式探測器是在區域中單一的點(diǎn)位進(jìn)行煙霧探測，如果此處的煙霧濃度不夠大，探測器就不會(huì )報警。而空氣采樣式煙霧探測系統是根據采樣的積累提高靈敏度，進(jìn)行火災的探測。它通過(guò)管網(wǎng)上的采樣點(diǎn)進(jìn)行空氣采樣，即使采樣管安裝在天花板上，突破煙霧分層或稀釋的微量煙霧粒子也可以被捕捉到，探測器對各個(gè)采樣點(diǎn)提供的煙霧總量進(jìn)行檢測，從而提供極早期的火災探測。

　　在將采樣點(diǎn)安置在場(chǎng)所內高空位置的同時(shí)，還可以將采樣點(diǎn)安置在場(chǎng)所內冷熱通風(fēng)系統的回風(fēng)格柵處，煙霧會(huì )隨空氣流動(dòng)在回風(fēng)口被探測到。因此，在這樣的環(huán)境中，選擇靈敏度高且能夠多點(diǎn)采樣的煙霧探測器有效的解決了煙霧稀釋對報警的影響。

　�。�3）在遠離地面的高空對煙霧探測系統進(jìn)行維護會(huì )非常困難問(wèn)題的解決

　　對安裝在高天花板處的傳統煙霧探測器進(jìn)行維護，需要集合專(zhuān)用的設備和人員，費用高且危險性大。對射式探測器因為在維護后需要重新進(jìn)行定位調整，同樣需要很高的費用。

　　本次工程我們將空氣采樣式煙霧探測器及其采樣探測點(diǎn)安置在容易接近的位置，在需要維護的情況下便于接近設備。

　�。�4）誤報問(wèn)題的解決

　　高大開(kāi)放式空間經(jīng)常使用紅外對射式的煙霧探測器。博物館有大量特殊燈具、宣傳品、展品等會(huì )阻擋射線(xiàn)，導致誤報或故障。而空氣采樣式煙霧探測系統則不易產(chǎn)生誤報。

　�。�5）保持了建筑的外觀(guān)

　　對于博物館等場(chǎng)所，傳統點(diǎn)式煙霧探測器會(huì )損害建筑物的美觀(guān)。本工程采用了隱蔽式的采樣管網(wǎng)安裝方式，建筑物內的人們沒(méi)有察覺(jué)到煙霧探測系統的存在。

　�。�6）對火災進(jìn)行有序響應

　　空氣采樣式煙霧探測系統能夠在0.005%-20%obs/m煙霧濃度范圍內提供4級報警，可對應不同的響應級別。即：“警告”（第一級報警）、“行動(dòng)”（第二級報警）、“火警1”（第三級報警）、“火警2”（第四級報警）。

　　博物館作為高雅、寧靜的場(chǎng)所，任何行動(dòng)應該是有序的，因此前瞻的火災報警是必要的，空氣采樣式煙霧探測系統有效的解決了這個(gè)問(wèn)題。

　　七、設計及實(shí)施中應考慮的問(wèn)題總結

　�。�1）采樣管的安裝及連接本身是普通的安裝工程，但通過(guò)本次工程可以看出一些細節尤其必須關(guān)注。

　　●接頭

　　采樣管接頭必須密封，一旦確定了采樣管網(wǎng)的最終形式就必須將采樣管粘合在一起。過(guò)量使用黏合劑可能堵塞或部分堵塞通往探測器的氣流，嚴重影響探測器的煙霧探測性能。采樣管粘合后必須進(jìn)行檢驗。

　　●彎管

　　在使用彎管和彎頭改變采樣管方向時(shí)，大半徑的彎管性能優(yōu)于彎頭。最佳的采樣管網(wǎng)設計方案應最大限度地減少彎管和彎頭的數量。使用多路采樣管系統替代彎管和彎頭在實(shí)際應用中效果較好。

　　●管件

　　T型、Y型和J型管件用于主采樣管的分支。Y型和J型管件的分支方向不能朝向探測器，與自然氣流方向相反的支路會(huì )干擾采樣管中的氣流，并可能導致不可預知的后果。

　　●安裝采樣管水平吊裝應在同一高度。

　�。�2）應充分考慮監控區域的換氣率。

　�。�3）應充分考慮天花板上方空間橫梁和內梁的狀況和使用情況，“剩余”結構的空間事先進(jìn)行相應計算。

　�。�4）應充分考慮影響采樣管網(wǎng)分布的障礙物或空氣的自由流動(dòng)。

　�。�5）應充分考慮需要特殊保護的設備的布置（用于特定目標探測）。

　�。�6）應事先了解機械通風(fēng)系統、空氣處理設備、回風(fēng)管、送風(fēng)和排風(fēng)系統的安裝位置。

　　結語(yǔ)

　　對于高大空間建筑，必須綜合考慮，合理配置和選擇感溫探測器、感煙探測器、火焰探測器、紅外光束感煙探測器及空氣采樣式煙霧探測系統，只有綜合考慮才能達到經(jīng)濟合理的最佳效果。