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【摘 要】本文针对目前在地铁电缆夹层、高大的车库空间、车站站厅公共区、装修方案复杂的站台公共区场合，介绍了目前常应用的点式感烟探测器、感温电缆、红外对射式感烟探测器的不足之处，同时对吸气式烟雾探测技术与传统的火灾探测技术进行了对比分析，认为在地铁中某些传统火灾探测器不适用的特殊场所应用吸气式烟雾探测技术是一种行之有效的解决方案。
【关键词】地铁；火灾探测；吸气式烟雾探测
1.需求分析
随着国家经济发展，人口逐年增长，城市中的长距离轨道交通作为现代化的、高效率的交通工具也随之应运发展。作为一个城市中人群大量聚集的一种重要交通设施，而且很多时候又是完全处于地下，如何让它正常安全运行是每个地铁建设及运营部门必须面对的问题。
但是，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。因此，如何做到早期探测、早期发现、极早处理、有序疏散，从而把可能发生的火灾风险降至最低，火灾损害减到最小，避免由于火灾所引起的恐慌性踩踏事件，就成为了我们一直需要关注并解决的迫切问题。
2.传统火灾探测手段的不足
传统的点式感烟探测器、对射式感烟探测器及缆式感温探测器并不适用于保护地铁的很多重要区域，原因有以下几点：
●点式烟感探测器的报警灵敏度低，通常为3～5%obs/m，因此报警迟缓，不适用于人员密集度高，需要早期疏散场所，如展厅区域。
●点式烟感探测器均为被动式探测，安装位置均在顶部。而受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的环境，如站台区域。
●地铁的电气化程度越来越高，存在大量电缆电线以及电气设备的机柜，而点式感烟探测器受到安装方式及体积的影响，不能对可能引起电气火灾的重点对象进行有针对性的探测。而感温电缆是通过感知被保护对象的温度变化而给出报警的，但很多情况下，受到敷设方式及探测方式的限制，感温电缆不可能对每一根所保护的电缆都作到及时报警。
综上所述，地铁及其運行环境中，可能引发火灾的主要原因为电气类火灾，通常在火灾初期时发烟量很少（阴燃），很难被传统的火灾报警设备发现；同时，对于长期运行于地铁环境的报警设备来讲，其潮湿、多尘、空间变化多样（有狭小空间，有高大空间）、强气流等特点，又为其有效和长期稳定的探测带来很大挑战，而探测器日常维护的便捷性将直接影响火灾探测器的维护质量和探测性能。因此，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，建议在此种环境条件中，应采用探测效果更好、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、早期报警、早期疏散、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。
3.极早期吸气式烟雾探测报警技术
极早期吸气式（又称“空气采样”）烟雾探测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，该技术自上世纪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。该技术进入中国大陆市场的时间也已超过17年，国内正在被使用的吸气式探测器已接近100000套，在国内地铁行业，该技术已在超过17个城市的50条线路中得到应用。
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空气采样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。
自2014年5月1日开始实施的新版《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）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；而自2008年3月1日起实施的新版《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空气采样感烟火灾探测系统的施工及验收要求。
4.地铁采用高灵敏型吸气式烟雾探测报警器的理由
a.提高地铁的安全性：
高灵敏型吸气式烟雾探测报警器通常都具有极高的灵敏度和很宽广的报警阈值调节范围（0.005%～20%obs/m），而用于探测的激光光源本身具有聚光性好，稳定度高，信号不易衰减的特点，因此，高灵敏型吸气式烟雾探测报警器的灵敏度通常要比传统的点式感烟探测器高1000倍左右，不但可以在火灾发生的初期发现车站内部产生的常规火情，也可以发现由于线路过载造成的电缆绝缘皮软化所产生的微小烟雾颗粒，从而做到极早报警、极早处置，并为乘客的有序疏散提供了宝贵的时间。
b.提供多级报警，提高性能：
吸气式烟雾探测报警器通常采用4级烟雾报警（报警、行动、火警1、火警2）模式，及四级气流报警（紧急低气流、低气流、高气流、紧急高气流）模式，可以对低烟雾浓度的火灾初级阶段（例如开关柜中所发生的电气火灾）以及烟雾快速增长的火灾（例如蓄意纵火）都能够提供早期预警。且各级烟雾及气流的报警阈值可根据不同的要求和环境进行手动或自动设定。
c.提高系统设计的灵活性：
吸气式烟雾探测报警器采用主动吸气式采样探测，即采用高效抽气泵不间断地把被保护区域内的空气样品抽进激光探测腔进行探测。一台探测器可以同时为天花板上方夹层、空调回风口及目标设备提供保护。地铁车站有着相对高气流的环境，气流将导致烟雾被稀释，致使探测难度加大。在这种情况下，只有灵敏度很高的吸气式早期烟雾探测报警器才能在火灾发生的初期探测到烟雾的存在。
d.布置方式美观、灵活，不会破坏装饰效果：
吸气式烟雾探测报警器的采样管网布置极其灵活，对保护目标具有极强的针对性。 主管道可以采用隐蔽安装，被布置在不会被发觉的闷顶里，而采样孔则可以根据需要通过毛细管道灵活布置在站台，站厅顶部区域、设备走廊顶部区域、闷顶内、空调回风口及设备机柜内。
即可以作到在烟雾运动的轨迹上进行拦截采样，又可以把采样点美观地融入到地铁车站的装饰中，减少对美观的破坏。
由于采用隐蔽探测，所以不易被破坏，而点式探测器很难作到这一点，当遇到局部镂空吊顶时，为了符合消防规范的要求，将不得不在吊顶内和吊顶下方布置双层探测器，如此做法即会增加消防报警系统的造价，又因为需要预留对点式探测器的维护检修口，而影响了站厅，站台区域的整体美观性。
e.施工简便、经济：
吸气式烟雾探测报警器的安装及管路施工非常简单，费用极低。由于采样管道上没有任何的电子元器件，所以既不需要预埋管道也不需要布線，只需要对采样管道进行固定（通常采用管卡或吊杆）即可，耗时很短，而且不会受到环境及施工进度的影响。
5.空气采样早期烟雾探测系统的应用区域建议
综上所述，空气采样早期烟雾探测系统在地铁系统中的某些区域替代传统感烟探测器完全可行且是一种更有效更可靠的技术选择。
迄今为止，该系统已在全球超过15个国家的地铁项目中使用多年，取得了丰富的应用经验。
在一个地铁项目中，通常建议采用早期主动预警探测的区域为：
●车辆段，停车场（解决了传统对射式烟雾探测器存在灵敏度低，受环境气候影响产生误报，受建筑变形和车辆震动需要经常进行调节校准的问题。）
●站台、站厅、设备走廊等公共区（解决了吊顶装饰方案及地铁活塞风的影响，点式烟雾探测器安装、维护困难且报警迟缓等问题，即做到早期报警，早期疏散，又可以方便安装和维护，与装修没有冲突。）
●沿途变电站及电缆廊道区域（解决了感温电缆报警迟缓，易误报，不便维护的问题。）
●控制中心OCC、设备间、配电间等重要场所（可以提供火灾的早期预警，防患于未然，避免了灭火系统的不必要启动。）
6.结束语
吸气式烟雾探测报警技术在地铁行业的应用，能提供及时准确地早期报警，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。
且由于该系统的维护可以在地面进行，对于采用镂空装修方式的公共区、设备区走廊及车库、变压器室等高大空间区域在使用该系统后，消防报警系统的可维护性方面获得大大的提升。
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、经济性，管网安装工艺及其与火灾报警控制器主机的通信接口、软件协议开放程度、系统测试等多方面因素进行考虑。
参考文献：
[1]GB50116―2013火灾自动报警系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014.
[2]火灾自动报警系统施工及验收规范GB50166-2007.北京：中国计划出版社，2007.
[3]GB50157―2003地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.
[4]DBJ01―622―2005吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范[S].北京：北京市建筑设计标准化办公室，2005.
[5]公安部消防局.关于推广应用独立式火灾探测报警器等消防技术的通知.北京：中国消防在线
[6]澳大利亚维信防火及保安有限公司.空气采样烟雾探测系统之高大空间应用.北京：消防技术与产品信息，2007，05
[7]吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范（DBJ01-622-2005）.北京：北京市建筑设计标准化办公室，2005
[8]空气采样早期烟雾探测系统国家建筑标准设计图集（03X502）.北京：中国建筑标准设计研究院，2006
【关键词】地铁；火灾探测；吸气式烟雾探测
1.需求分析
随着国家经济发展，人口逐年增长，城市中的长距离轨道交通作为现代化的、高效率的交通工具也随之应运发展。作为一个城市中人群大量聚集的一种重要交通设施，而且很多时候又是完全处于地下，如何让它正常安全运行是每个地铁建设及运营部门必须面对的问题。
但是，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。因此，如何做到早期探测、早期发现、极早处理、有序疏散，从而把可能发生的火灾风险降至最低，火灾损害减到最小，避免由于火灾所引起的恐慌性踩踏事件，就成为了我们一直需要关注并解决的迫切问题。
2.传统火灾探测手段的不足
传统的点式感烟探测器、对射式感烟探测器及缆式感温探测器并不适用于保护地铁的很多重要区域，原因有以下几点：
●点式烟感探测器的报警灵敏度低，通常为3～5%obs/m，因此报警迟缓，不适用于人员密集度高，需要早期疏散场所，如展厅区域。
●点式烟感探测器均为被动式探测，安装位置均在顶部。而受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的环境，如站台区域。
●地铁的电气化程度越来越高，存在大量电缆电线以及电气设备的机柜，而点式感烟探测器受到安装方式及体积的影响，不能对可能引起电气火灾的重点对象进行有针对性的探测。而感温电缆是通过感知被保护对象的温度变化而给出报警的，但很多情况下，受到敷设方式及探测方式的限制，感温电缆不可能对每一根所保护的电缆都作到及时报警。
综上所述，地铁及其運行环境中，可能引发火灾的主要原因为电气类火灾，通常在火灾初期时发烟量很少（阴燃），很难被传统的火灾报警设备发现；同时，对于长期运行于地铁环境的报警设备来讲，其潮湿、多尘、空间变化多样（有狭小空间，有高大空间）、强气流等特点，又为其有效和长期稳定的探测带来很大挑战，而探测器日常维护的便捷性将直接影响火灾探测器的维护质量和探测性能。因此，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，建议在此种环境条件中，应采用探测效果更好、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、早期报警、早期疏散、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。
3.极早期吸气式烟雾探测报警技术
极早期吸气式（又称“空气采样”）烟雾探测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，该技术自上世纪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。该技术进入中国大陆市场的时间也已超过17年，国内正在被使用的吸气式探测器已接近100000套，在国内地铁行业，该技术已在超过17个城市的50条线路中得到应用。
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空气采样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。
自2014年5月1日开始实施的新版《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）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；而自2008年3月1日起实施的新版《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空气采样感烟火灾探测系统的施工及验收要求。
4.地铁采用高灵敏型吸气式烟雾探测报警器的理由
a.提高地铁的安全性：
高灵敏型吸气式烟雾探测报警器通常都具有极高的灵敏度和很宽广的报警阈值调节范围（0.005%～20%obs/m），而用于探测的激光光源本身具有聚光性好，稳定度高，信号不易衰减的特点，因此，高灵敏型吸气式烟雾探测报警器的灵敏度通常要比传统的点式感烟探测器高1000倍左右，不但可以在火灾发生的初期发现车站内部产生的常规火情，也可以发现由于线路过载造成的电缆绝缘皮软化所产生的微小烟雾颗粒，从而做到极早报警、极早处置，并为乘客的有序疏散提供了宝贵的时间。
b.提供多级报警，提高性能：
吸气式烟雾探测报警器通常采用4级烟雾报警（报警、行动、火警1、火警2）模式，及四级气流报警（紧急低气流、低气流、高气流、紧急高气流）模式，可以对低烟雾浓度的火灾初级阶段（例如开关柜中所发生的电气火灾）以及烟雾快速增长的火灾（例如蓄意纵火）都能够提供早期预警。且各级烟雾及气流的报警阈值可根据不同的要求和环境进行手动或自动设定。
c.提高系统设计的灵活性：
吸气式烟雾探测报警器采用主动吸气式采样探测，即采用高效抽气泵不间断地把被保护区域内的空气样品抽进激光探测腔进行探测。一台探测器可以同时为天花板上方夹层、空调回风口及目标设备提供保护。地铁车站有着相对高气流的环境，气流将导致烟雾被稀释，致使探测难度加大。在这种情况下，只有灵敏度很高的吸气式早期烟雾探测报警器才能在火灾发生的初期探测到烟雾的存在。
d.布置方式美观、灵活，不会破坏装饰效果：
吸气式烟雾探测报警器的采样管网布置极其灵活，对保护目标具有极强的针对性。 主管道可以采用隐蔽安装，被布置在不会被发觉的闷顶里，而采样孔则可以根据需要通过毛细管道灵活布置在站台，站厅顶部区域、设备走廊顶部区域、闷顶内、空调回风口及设备机柜内。
即可以作到在烟雾运动的轨迹上进行拦截采样，又可以把采样点美观地融入到地铁车站的装饰中，减少对美观的破坏。
由于采用隐蔽探测，所以不易被破坏，而点式探测器很难作到这一点，当遇到局部镂空吊顶时，为了符合消防规范的要求，将不得不在吊顶内和吊顶下方布置双层探测器，如此做法即会增加消防报警系统的造价，又因为需要预留对点式探测器的维护检修口，而影响了站厅，站台区域的整体美观性。
e.施工简便、经济：
吸气式烟雾探测报警器的安装及管路施工非常简单，费用极低。由于采样管道上没有任何的电子元器件，所以既不需要预埋管道也不需要布線，只需要对采样管道进行固定（通常采用管卡或吊杆）即可，耗时很短，而且不会受到环境及施工进度的影响。
5.空气采样早期烟雾探测系统的应用区域建议
综上所述，空气采样早期烟雾探测系统在地铁系统中的某些区域替代传统感烟探测器完全可行且是一种更有效更可靠的技术选择。
迄今为止，该系统已在全球超过15个国家的地铁项目中使用多年，取得了丰富的应用经验。
在一个地铁项目中，通常建议采用早期主动预警探测的区域为：
●车辆段，停车场（解决了传统对射式烟雾探测器存在灵敏度低，受环境气候影响产生误报，受建筑变形和车辆震动需要经常进行调节校准的问题。）
●站台、站厅、设备走廊等公共区（解决了吊顶装饰方案及地铁活塞风的影响，点式烟雾探测器安装、维护困难且报警迟缓等问题，即做到早期报警，早期疏散，又可以方便安装和维护，与装修没有冲突。）
●沿途变电站及电缆廊道区域（解决了感温电缆报警迟缓，易误报，不便维护的问题。）
●控制中心OCC、设备间、配电间等重要场所（可以提供火灾的早期预警，防患于未然，避免了灭火系统的不必要启动。）
6.结束语
吸气式烟雾探测报警技术在地铁行业的应用，能提供及时准确地早期报警，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。
且由于该系统的维护可以在地面进行，对于采用镂空装修方式的公共区、设备区走廊及车库、变压器室等高大空间区域在使用该系统后，消防报警系统的可维护性方面获得大大的提升。
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、经济性，管网安装工艺及其与火灾报警控制器主机的通信接口、软件协议开放程度、系统测试等多方面因素进行考虑。
参考文献：
[1]GB50116―2013火灾自动报警系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014.
[2]火灾自动报警系统施工及验收规范GB50166-2007.北京：中国计划出版社，2007.
[3]GB50157―2003地铁设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.
[4]DBJ01―622―2005吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范[S].北京：北京市建筑设计标准化办公室，2005.
[5]公安部消防局.关于推广应用独立式火灾探测报警器等消防技术的通知.北京：中国消防在线
[6]澳大利亚维信防火及保安有限公司.空气采样烟雾探测系统之高大空间应用.北京：消防技术与产品信息，2007，05
[7]吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范（DBJ01-622-2005）.北京：北京市建筑设计标准化办公室，2005
[8]空气采样早期烟雾探测系统国家建筑标准设计图集（03X502）.北京：中国建筑标准设计研究院，2006