| 抽气式空气采样烟雾探测系统设计施工 |
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| 作者：徐茜 李秋华
2005-3-24 9:29:00 |
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摘要：通过对抽气式空气采样烟雾探测系统特征分析，给出此系统的设计施工方案，为空气采样烟雾探测系统的设计施工提供可靠依据。
关键词：感烟探测；系统设计；管网形式；采样方式；管网施工
1. 抽气式空气采样烟雾探测系统
抽气式空气采样烟雾探测报警系统是一种新型的火灾报警系统，它可以解决普通感烟探测器无法解决的大空间感烟探测问题、在肮脏环境中误报等问题，在不可见烟阶段对火灾进行超早期火灾探测。
1. 1 定义
国际上将空气采样式烟雾火灾探测器定义为：通过管道抽取被保护空间的空气样本到中心检测室，以监视被保护空间内烟雾存在与否的火灾探测器。该探测器能够通过测试空气样本了解烟雾的浓度，并根据预先确定的阈值给出相应的报警信号。
1. 2 系统主要特点
（1）灵敏度高（比传统的高1000 倍），激光散射测量方法精确，探测范围宽；
（2）主动、连续抽取空气样品进行探测；
（3）采用灰尘识别技术，用三层滤网装置，将非烟雾的灰尘等污染物在进气口就滤除掉；
（4）具有智能和组网功能，抗干扰能力强；
（5）多点采样形式；
（6）安装调试简便，维护量小。
1. 3 工作原理
空气采样系统的工作原理是利用光散射技术对空气中的烟粒子进行探测。通过分布在防护区的采样管网，将空气样品抽取到探测器内进行分析，并显示出防护区的烟雾含量。当其达到各级报警阈值时，发出相应的报警信号，而报警阈值是根据环境的要求设定的。测得的信号，经“人工神经网络”微处理器处理后，与预先设定的报警阈值比较。如达到某一报警值，则在显示器上给出相应的报警信号。
1.4 应用范围
1. 洁净厂房、通讯机房、多媒体数据库等有空调通风的环境；
2. 机场、会展中心、演播大厅、体育馆等开敞的高大空间（如大于12 米的高大空间）
3. 发电机组、高压柜等干扰大的防爆、强电磁、强辐射的特殊场合；
4. 档案馆、图书馆、博物馆等禁烟区域；
5. 古建筑、装修豪华场所等外观不容破坏的地方；
6. 医院、车站、学校、监狱等需要保证有足够时间撤离人员的场所。
2.系统设计
2.1 一般规定
根据现场勘测的数据或整体设计要求，考虑保护区域大小（如房间长、宽、高、吊顶、活动地板的尺寸），保护区域的环境状况（如空调的通风口、回风口位置、空气流动路径及可能产生发热生烟的部位），保护对象的位置（如设备距离墙、天花板的距离）及保护程度的等级，划分探测区域、选择探测设备，进行管网设计。按照点型感烟探测器的设置要求，安排采样管走向及采样孔的位置。利用计算机辅助仿真软件设计和验证采样管网的有关数据。将满意数据标到设计图上形成施工图，并将计算结果打印出文件。
2. 2 设备功能
空气采样烟雾探测系统为模块化设计，包括探测器、显示器、编程器、网络插座及网络接口等部件。探测器为积木式结构，根据现场情况及用户要求，可以单独使用，也可以与显示器或编程器等组合使用。单独使用时，显示器或编程器可以放在监控室集中管理。
2.3 采样管网设计
2.3.1 管网一般要求
按照点型感烟探测器规范的设置要求，安排采样管走向及采样孔的位置。采样管网与探测器的抽气机连在一起，将空气经各采样点抽到探测器中，进行烟雾测定。管网可以水平或者垂直方向安装，当梁突出顶棚的高度超过600mm 时，应采用带弯头的立管采样（手杖式）。对于机柜内部或者豪华装饰建筑可采用隐蔽式管网结构。每台探测器带有一至四根采样管，其总长度（四根管的组合长度）不超过200m, 覆盖的保护面积最大为2000m2。采样方式分为扫描型和非扫描型两种：非扫描型为多根采样管同时抽气，在探测器中不分辨采样管号；扫描型采样是在达到阈值时，只开放一条采样管抽气，在探测器中可以分辨出每条采样管所在区域的烟雾状况。
管网设计应尽量采用多管采样，以减少管的长度，尽可能的减少弯头的数目及保持各采样管的长度相近。
采样管的材料根据环境要求，通常采用阻燃的PVC、ABS 塑料管，也可以使用金属管，管材应满足一定的机械强度，如：铝管、铜管等，采样孔打在阻燃管上，每个采样孔的保护面积相当于一只点型感烟探测器，其灵敏度及保护面积应符合GBJ116-88 标准的规定。管路安装形式多样而且十分灵活。
2.3.2 管网形式
空气采样探测系统的采样方式可分为三类：标准采样、毛细管采样和回风采样。管网的布置形式可根据现场情况分别或组合使用。
一、 标准采样
标准采样管网是一种最基本、使用最广泛的采样方法，可应用于吊顶下、吊顶内、地板下、机柜内、机柜上和电缆槽内。按照普通点型火灾探测器的设计原则，采样管应平行于探测器的排列方向布置，在设计探测器位置的网格交叉点上安排采样孔。主机进气口距采样管弯头至少要留500mm 直管。
1.天花板下普通采样
传输管可直接安装在天花板下。吊顶下布管网时，采样管悬挂在吊顶上，采样管距吊顶25-100mm，距墙最大4.5m，最大间距9.0m。
2.天花板下悬挂式采样
用于空间中有大量流动气体的地方。大量流动气体在空间中形成了独立的气流次，这些气流层阻碍了空气的流动，烟雾存在于某一气流层，不易到达安装在天花板上的采样点，因此，采样管要安装在能穿透气流层的地方。
3.地板下采样
地板下采样的采样管固定在地面或活动地板支柱上，常用于监视地板下有大量电缆的场合。
也可以将采样管直接安装在设备机柜的百叶通风窗前方。
二.毛细管采样
毛细管采样具有灵活、隐蔽的特点，它可以伸入设备内部采样，可以将采样管和采样点隐蔽起来，而不影响建筑物内的美观。采样网管中的支管和毛细管可以水平或垂直方向布置在任何地方，如封闭机柜内、活动地板下或吊顶内，设备内部过流、过压产生的微量烟雾可以直接探测到。
采样孔一般放在毛细管末端，其孔径一般为2mm，特殊情况毛细管长度每增加2m,其孔径要增加１mm。对于竖直管和下垂管采样，管最长４m，采样孔径一般为２mm。隐蔽式采样，特别是古建筑保护应符合有关法规。
1. 机柜内采样
为了保护机柜内的各种设备，机柜内采样可以对机柜内的电子元件、电缆等设备因过热而产生的烟雾提供最早的警报。由于这种方式具有高度的区域性，采样是在机柜内进行。对于封闭在柜中的设备尤为适用。
2.另一种符合美观要求的机柜采样，将主采样管敷设于地板下，毛细管穿过地板及设备柜底悬挂于机柜上部进行采样。
3.在天花板下采样时，可将主采样管置于天花板内，采样点用毛细管与主采样管连接。
三、回风采样
在空气流速较大的通信建筑环境中采样管还可以直接敷设在交换机上方或空调、通风设备的回风口处，因机房内任何部位产生的烟雾在空调、通风设备的作用下均由回风口返回，采样管网布置在回风口，可及时探测到整个机房环境内的烟雾变化。而根据规范规定，普通感烟探测器却是不允许安装在通风空调的回风口。
回风采样是一种较复杂的防护方法，它适用于多种机械通风环境、中央空调环境和室内空调机组。这种采样方法，可用较小的投入保护较大的面积。
在机械通风系统的回风管内采样，是将探针插入回风管内，采样点朝向气流方向。而废气管也需插入风管内，位于探针的下游。根据回风口的宽度，设置５－８个采样孔。探测器进气管约为风道宽的2/3，探测器废气排出管约为风道的1/3，进气管和排气管距离为300mm，中间采用间隔为100mm 的等距采样孔。
另一种是在回风口的栅板前方，距栅板100～200m m 处设置采样管。回风栅网采样管离空调栅网板要安装50-200mm 支架，采样孔应冲着气流方向。
采样管网安装极其简便，避免了繁琐的连线、安装调试工作。
空气采样系统在应用场合与采样方式选择表如下：
3.系统施工
3. 1 一般规定
空气采样烟雾报警系统的施工应按设计图纸进行，不得随意更改。施工前应具备布置平面图、接线图、安装图以及其他的必要的技术文件。制定施工方案，要根据设计图纸，探测器及其他部件的型号、数量、管网、所用管材、管件及铺料的规格、数量，制定出材料、人员的安排及工程进度计划，向施工人员技术交底。
3.2 采样管网施工
3.2.1 标准采样管网施工
做工艺线在安装部位沿梁、沿板、沿墙或沿柱做工艺线，安装固定管夹要牢固，每隔0.5-1.5 米应设一个管夹。采样管下料时，应事先选好相配管材，下料准确，光滑无毛刺，采样孔处不可放置管接头，做管号标记。按施工图在管上做出采样孔标记。钻采样孔时，应顺序拆下采样管，按标记准确钻孔，必须光滑无毛刺。贴采样孔标签，每个采样孔应有明显的标记。安装采样管时，应清洁管内杂物，从探测器起逐段安装采样管，管夹要卡紧。注意采样孔的方向，用专用粘接胶连接，与探测器连接处不可涂胶密封。
3.2.2 毛细管采样的管网施工
与标准采样管要求相同，但在毛细管下料、连接、固定上应做特殊处理。毛细管不应因方向或管径的改变而限制空气的流动。
3.2.3 回风采样的管网施工
与标准采样管网要求相同，但回风栅网采样管离空调栅网板要安装50-200mm 支架，采样孔应朝向对气流方向。
3.3 布线
导线在管内或线槽内，不应有接头或扭结。导线的接头，应在接线盒内焊接或用端子连接。系统导线敷设后，应对每回路的导线用500V 的兆欧表测量绝缘电阻，其对地绝缘电阻值不应小于20兆欧。
3.4 设备安装
设备的安装位置设在易于布管，又要符合GB50116-98 中规定的对于火灾报警控制器的安装要求。在预定的位置上画线，固定安装架，要安装牢固，不得倾斜。将采样管接入探测器，要求配合紧密牢固，防止异物落入机内。用万用表检验通讯线、电源线、输出联动线，无短路、无断路、无虚焊、无错接，符合设计后，方可按接线图连网。
4.系统调试
4.1 一般规定
系统调试应在建筑内部装修和系统施工结束后进行。调试负责人必须由有资格的专业技术人员担任，所有参加调试人员应职责明确，并应按照调试程序工作。准确记录所有测试结果和系统参数设置，认真填好“调试表格”，根据GB 50166-92 写好整个工程的“调试报告”。
4. 2 调试前准备
调试前应按设计要求查验设备规格、型号、数量、备品、备件等。对于施工中出现的问题，应会同有关单位协商解决，并有文字记录。检查系统线路时，对于错接、开路、虚焊和短路等应进行处理。
4.3 系统通电
观察探测器、显示器及编程器是否工作正常，开始通常会出现如气流故障等，此属于正常现象，因为系统还未适应该环境，调试中会自动修正。若系统不能通电，应检查系统予以排除。
4.4 系统设置
使用编程器或计算机对系统进行参数设定。设定抽气泵转速。予设3600 转/分，以后根据仿真软件的其他设定做进一步调整。同时要给系统中的所有部件同时设定正确的日期和时间。对系统中的所有探测器、显示器等设置区域号、区域名称及安装位置。若使用参照探测器则需设置参照区域号，一个参照探测器可与多个探测器配合使用。
4.5 管网调试
此调试是为保证空气的正确安装与连接。目的是保证进入采样孔的烟雾均能传输到探测器内。调试方法：在每个取样管道中，从离探测器最远的采样孔引入烟雾样本，测试并记录该系统对此烟雾的反应时间，即光柱图上升一小格时，烟雾的传输时间不应超过90秒。
5.结束语
抽气式空气采样型烟雾探测报警系统是国际上为满足特殊保护对象的超早期火灾探测要求而开发的高科技产品，将这类产品引入国内，结合我国消防部门“以防为主，防患于未然”的宗旨，必将为我国提供一种既保险又可靠的消防安全监控系统解决方案，对于保护国家和人民的生命财产起到积极的作用，产生可观的社会和经济效益，更有利于消防工作的顺利开展。
参 考 文 献
（1） GB 50116-98 火灾自动报警系统设计规范
（2） GB 50166-92 火灾自动报警系统施工验收规范
（3） GBJ 232-90/92 电气装置安装工程施工及验收规范
（4） GB 50045-95 高层民用建筑设计防火规范
（5） GBJ 16-87 建筑设计防火规范
（6） Stand for the Protection of Clean rooms 1995 Edition（NFPA 318 洁净室防护标准）
（7） AS 1670-1995 Australian Standard Fire Detection Warning Control & Intercom System Design Installation & Commissioning PART 1:FIRE（澳大利亚标准：火灾探测，报警控制及通讯系统—系统设计、安装及调试第一部分：火灾）
作 者 简 介：
（1） 徐茜（1979- ），女，汉，山东济南人，吉林消防支队防火处指导科，助理工程师，毕业于武警学院消防工程系，研究方向：防火工程，吉林市中康路13 号，132001。
（2） 李秋华（1950- ），女，汉，山东济南人，山东省建筑工程学院环境工程系副教授，山东济南市和平路47 号，250013。
联系电话：（1）13894702416;（2）0531-2942896。
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【文章出处：徐茜 李秋华】 |
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