论文部分内容阅读
摘要：本文主要介绍了吸气式感烟火灾探测报警系统在地铁工程中的应用，对吸气式感烟火灾探测器的设置方案等方面提出了相关意见。
关键词：地铁;城市轨道交通;火灾自动报警系统;吸气式感烟火灾探测报警系统;空气采样早期烟雾探测系统
Abstract: This paper mainly introduces the aspirating smoke fire detection alarm system in the subway engineering, and puts forward related suggestions of aspirating smoke fire detector setup program.
Keywords: Metro City; rail transportation; fire alarm system; aspirating smoke fire detection alarm system; early air sampling smoke detection system
中图分类号：U231+.2 文献标识码：文章编号：
1.概述
在城市轨道交通发生的灾害事故中，火灾约占30%，位居各灾害之首。在地铁相对密闭的环境中，火灾往往容易导致极其严重的恶性后果，火灾防范与保护一直是地铁安全保障的重要内容。近年来，伴随我国地铁建设的快速发展和科学技术的进步，越来越多的新产品和新技术应用到地铁的实际建设中，地铁的内部构造、设备设施、装饰装修等等方面都发生了一定的变化，车站形式多样化，电气设备逐渐增多，装修装饰新材料不断应用，尤其是以地下车站为载体，实现大面积地下空间联通的开发已经提上了地下空间综合利用开发规划的日程，同时许多城市的地铁规划正在经历由单线建设转变为多线路网络化建设的趋势，势必形成多个大型的换乘车站，这些都对地铁防火技术提出新的考验。
本文是在火灾探测技术不断发展进步的前提下提出的，旨在研究地铁环境的特点和各种影响因素，寻求更加适应这一特殊环境的探测技术及其合理的设置方式，实现有效的火灾探测保护并最大限度减少漏报、误报现象发生，同时兼顾到管理和维护的需求，尽可能实现安全防范和方便管理维护的双赢。
2.传统火灾探测手段的不足
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，如站厅区域。
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。
地铁的运行环境多变，存在烟雾及灰尘的干扰，由于点式感烟探测器的报警阈值是固定的，因此非常容易产生误报警。
由于点式感烟探测器不具备自清洁功能，因此每隔两年需要被送回专业厂家进行清洗，这即增加了地铁的运营维护成本，而且在此期间，被保护区将没有任何的火灾探测器在工作，风险极大。
对射式感烟探测器需要大量可见烟的遮挡才能报警，它的灵敏度比点式感烟探测器还要低很多，根本不适合在需要进行火灾早期探测，早期疏散的场所使用。而且，由于安装方式的限制，安装有对射式探测器的区域空间，今后的商业利用价值将受到很大的影响，诸如广告条幅，装饰彩旗等均不能设置，否则会由于遮挡导致误报。对于停车库等高大空间，由于存在热障现象且受建筑物结构变形等影响，对射式探测器的探测效果会大打折扣。
3.吸气式感烟火灾探测报警系统（即空气采样早期烟雾探测系统）
吸气式感烟火灾探测报警系统采用极早期吸气式烟雾探测报警技术，是一种基于激光散射探测原理和微处理器控制技术的烟雾检测设备。具有许多其它烟雾探测系统所不具备的特性。这些特性弥补了传统烟雾探测设备的不足，简化了操作并增加了系统的可靠性。与传统的火灾报警系统相比，吸气式感烟火灾探测报警系统可以在火灾发生的最初期探测到火灾隐患，从而作到防患于未燃，不仅大大降低了火灾的危险，系统本身的维护费用也非常低廉，而且能够有效的防止误报警的发生，从而特别适用于地铁的火灾早期预警探测。
吸气式感烟火灾探测器的设计思想是在火灾发生的初期 (过热、闷烧、或气溶胶初步生成等无可见烟雾生成阶段) 即发出火灾预警，报警时间比传统的烟雾探测器要早数小时以上，从而可以作到极早探测，极早处置，将火灾的损失降到最小。
吸气式感烟火灾探测报警系统是通过分布在被保护区域内的采样管网采集空气样品，经过一个特殊的两级过滤装置滤掉灰尘后送至一个特制的激光探测腔内进行分析，将空气中由于燃烧产生的烟雾微粒加以测定，由此给出准确的烟雾浓度值，并根据使用者事先设定的烟雾报警阈值发出多级火灾警报。
吸气式感烟火灾探测报警系统运用激光技术并采用主动吸气的方式，因此可以极早的探测到火情，及时采取措施，以保证重要系统可以连续安全的工作；其次可以减少自动灭火系统不必要的启动（避免灭火系统对设备造成的二次损失以及重新充装气体的昂贵费用）；三可在传统探测方式不适宜的场合安装使用；四能减少正常维护的工作量，降低維护费用；五更能充分地争取时间，减少设备的损失并保证人员安全。
4.吸气式感烟火灾探测报警系统在地铁工程中的应用
1）车站设备区走道
地铁车站的设备区走道通常不设置吊顶。而传统点式探测器若直接安装在楼板下，由于风管、电缆桥架、水管等密集排布，一方面会对烟雾探测造成影响，更重要的是无法对探测器进行安装、调试、测试及检修等工作。若先设置集烟板，再在集烟板下安装点式感烟探测器，则无法对上方电缆层进行火灾防护。
在车站设备区走道采用吸气式感烟火灾探测器，其采样管道安装简便，由于官道上没有任何的电子元器件，且安装好后就不需要对管道进行任何的现场操作，维护工作完全在探测器主机的安装位置进行，主机中内置的气流传感器会实时检测管道及采样孔的堵塞状况，使用者可以根据需要设定相应的高低气流报警阀值。探测器主机安装在人员易于接近的地方，不用登梯爬高就可以对整个报警系统进行维护和设置，大大节约了人力成本。
2）车辆段或停车场的物资总库、易燃品库、危险品库
由于物质总库货架的安装原因，几乎没有红外光束线型探测器安装的位置。红外光束线型探测器安装时需要保证发射器与反光板之间有条清晰无阻碍的的光线，且在光线需要直径大于2米的圆柱形范围内不能又阻挡物，否则会引起该设备误报警。
为了更好地进行火灾探测，且由于现场红外光束感烟探测器无法安装，因此，考虑采用吸气式感烟火灾探测器来取代红外光束线型火灾探测器，此探测器采用管道采样的布管方式进行主动的空气探测，完全不会受货架阻碍的影响。吸气式感烟火灾探测器主机安装在距地1.4米的高度，高空中仅安装采样管道，可在不影响运营的情况下可方便的对系统进行维护。
易燃品库、危险品库采用传统的探测方案需要设置防爆型火灾探测器，若采用吸气式感烟火灾探测器代替防爆型感烟火灾探测器，则可以将探测主机设置在防爆区的外面，将采样管道布置在防爆区内，可以在满足防爆要求的前提下做到早期探测报警。
3）电缆夹层、井道
在电缆夹层、井道等区域，传统的火灾探测方案都是设置感温电缆，但事实上，在实际使用当中，感温电缆的的不足也十分明显：响应迟缓（由于火灾的发展趋势，温感本身就要比烟感的响应时间滞后）；敷设施工十分繁复，尤其是当电缆需要增加或减少时；必须对每一层电缆单独敷设感温电缆，成本昂贵。
电缆夹层采用吸气式感烟火灾探测器，主机可以安装在站台层，仅有采样管安装在电缆夹层，便于检修维护，和早期探测报警。
4）站厅、站台公共区
在站厅、站台公共区由于采用了镂空吊顶装饰方案（全密闭天花）及受地铁活塞风的影响（全高安全门），点式烟雾探测器安装、维护困难且报警迟缓。
若采用吸气式感烟火灾探测器，可以做到早期报警，早期疏散，又可以方便安装和维护，与装修没有冲突。
5）车辆段、停车场的运用库和检修库等一些高大空间
若采用传统的探测方案红外对射感烟探测器主要应用于车辆段运用库、检修库等一些高大空间场所，而这些地方往往受外界环境影响很大，每当遇到大雾、潮湿、大风和雨天，以及阳光的直接照射，红外对射感烟探测器均出现大量的误报火警或故障现象。建筑变形、车辆震动、列车上的空调也会引起红外对射感烟探测器的误报。
若采用吸气式感烟探测器，可以做到减少误报警、便于检修维护、早期报警。
6）重要设备用房
若采用吸气式感烟探测器可以提供火灾的早期预警，防患于未然，避免了自动灭火系统的不必要启动。
5.结语
综上所述，吸气式感烟火灾探测报警系统（即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，可以作为传统火灾探测系统的补充，使得火灾自动报警系统保护功能与范围更加全面。
关键词：地铁;城市轨道交通;火灾自动报警系统;吸气式感烟火灾探测报警系统;空气采样早期烟雾探测系统
Abstract: This paper mainly introduces the aspirating smoke fire detection alarm system in the subway engineering, and puts forward related suggestions of aspirating smoke fire detector setup program.
Keywords: Metro City; rail transportation; fire alarm system; aspirating smoke fire detection alarm system; early air sampling smoke detection system
中图分类号：U231+.2 文献标识码：文章编号：
1.概述
在城市轨道交通发生的灾害事故中，火灾约占30%，位居各灾害之首。在地铁相对密闭的环境中，火灾往往容易导致极其严重的恶性后果，火灾防范与保护一直是地铁安全保障的重要内容。近年来，伴随我国地铁建设的快速发展和科学技术的进步，越来越多的新产品和新技术应用到地铁的实际建设中，地铁的内部构造、设备设施、装饰装修等等方面都发生了一定的变化，车站形式多样化，电气设备逐渐增多，装修装饰新材料不断应用，尤其是以地下车站为载体，实现大面积地下空间联通的开发已经提上了地下空间综合利用开发规划的日程，同时许多城市的地铁规划正在经历由单线建设转变为多线路网络化建设的趋势，势必形成多个大型的换乘车站，这些都对地铁防火技术提出新的考验。
本文是在火灾探测技术不断发展进步的前提下提出的，旨在研究地铁环境的特点和各种影响因素，寻求更加适应这一特殊环境的探测技术及其合理的设置方式，实现有效的火灾探测保护并最大限度减少漏报、误报现象发生，同时兼顾到管理和维护的需求，尽可能实现安全防范和方便管理维护的双赢。
2.传统火灾探测手段的不足
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，如站厅区域。
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。
地铁的运行环境多变，存在烟雾及灰尘的干扰，由于点式感烟探测器的报警阈值是固定的，因此非常容易产生误报警。
由于点式感烟探测器不具备自清洁功能，因此每隔两年需要被送回专业厂家进行清洗，这即增加了地铁的运营维护成本，而且在此期间，被保护区将没有任何的火灾探测器在工作，风险极大。
对射式感烟探测器需要大量可见烟的遮挡才能报警，它的灵敏度比点式感烟探测器还要低很多，根本不适合在需要进行火灾早期探测，早期疏散的场所使用。而且，由于安装方式的限制，安装有对射式探测器的区域空间，今后的商业利用价值将受到很大的影响，诸如广告条幅，装饰彩旗等均不能设置，否则会由于遮挡导致误报。对于停车库等高大空间，由于存在热障现象且受建筑物结构变形等影响，对射式探测器的探测效果会大打折扣。
3.吸气式感烟火灾探测报警系统（即空气采样早期烟雾探测系统）
吸气式感烟火灾探测报警系统采用极早期吸气式烟雾探测报警技术，是一种基于激光散射探测原理和微处理器控制技术的烟雾检测设备。具有许多其它烟雾探测系统所不具备的特性。这些特性弥补了传统烟雾探测设备的不足，简化了操作并增加了系统的可靠性。与传统的火灾报警系统相比，吸气式感烟火灾探测报警系统可以在火灾发生的最初期探测到火灾隐患，从而作到防患于未燃，不仅大大降低了火灾的危险，系统本身的维护费用也非常低廉，而且能够有效的防止误报警的发生，从而特别适用于地铁的火灾早期预警探测。
吸气式感烟火灾探测器的设计思想是在火灾发生的初期 (过热、闷烧、或气溶胶初步生成等无可见烟雾生成阶段) 即发出火灾预警，报警时间比传统的烟雾探测器要早数小时以上，从而可以作到极早探测，极早处置，将火灾的损失降到最小。
吸气式感烟火灾探测报警系统是通过分布在被保护区域内的采样管网采集空气样品，经过一个特殊的两级过滤装置滤掉灰尘后送至一个特制的激光探测腔内进行分析，将空气中由于燃烧产生的烟雾微粒加以测定，由此给出准确的烟雾浓度值，并根据使用者事先设定的烟雾报警阈值发出多级火灾警报。
吸气式感烟火灾探测报警系统运用激光技术并采用主动吸气的方式，因此可以极早的探测到火情，及时采取措施，以保证重要系统可以连续安全的工作；其次可以减少自动灭火系统不必要的启动（避免灭火系统对设备造成的二次损失以及重新充装气体的昂贵费用）；三可在传统探测方式不适宜的场合安装使用；四能减少正常维护的工作量，降低維护费用；五更能充分地争取时间，减少设备的损失并保证人员安全。
4.吸气式感烟火灾探测报警系统在地铁工程中的应用
1）车站设备区走道
地铁车站的设备区走道通常不设置吊顶。而传统点式探测器若直接安装在楼板下，由于风管、电缆桥架、水管等密集排布，一方面会对烟雾探测造成影响，更重要的是无法对探测器进行安装、调试、测试及检修等工作。若先设置集烟板，再在集烟板下安装点式感烟探测器，则无法对上方电缆层进行火灾防护。
在车站设备区走道采用吸气式感烟火灾探测器，其采样管道安装简便，由于官道上没有任何的电子元器件，且安装好后就不需要对管道进行任何的现场操作，维护工作完全在探测器主机的安装位置进行，主机中内置的气流传感器会实时检测管道及采样孔的堵塞状况，使用者可以根据需要设定相应的高低气流报警阀值。探测器主机安装在人员易于接近的地方，不用登梯爬高就可以对整个报警系统进行维护和设置，大大节约了人力成本。
2）车辆段或停车场的物资总库、易燃品库、危险品库
由于物质总库货架的安装原因，几乎没有红外光束线型探测器安装的位置。红外光束线型探测器安装时需要保证发射器与反光板之间有条清晰无阻碍的的光线，且在光线需要直径大于2米的圆柱形范围内不能又阻挡物，否则会引起该设备误报警。
为了更好地进行火灾探测，且由于现场红外光束感烟探测器无法安装，因此，考虑采用吸气式感烟火灾探测器来取代红外光束线型火灾探测器，此探测器采用管道采样的布管方式进行主动的空气探测，完全不会受货架阻碍的影响。吸气式感烟火灾探测器主机安装在距地1.4米的高度，高空中仅安装采样管道，可在不影响运营的情况下可方便的对系统进行维护。
易燃品库、危险品库采用传统的探测方案需要设置防爆型火灾探测器，若采用吸气式感烟火灾探测器代替防爆型感烟火灾探测器，则可以将探测主机设置在防爆区的外面，将采样管道布置在防爆区内，可以在满足防爆要求的前提下做到早期探测报警。
3）电缆夹层、井道
在电缆夹层、井道等区域，传统的火灾探测方案都是设置感温电缆，但事实上，在实际使用当中，感温电缆的的不足也十分明显：响应迟缓（由于火灾的发展趋势，温感本身就要比烟感的响应时间滞后）；敷设施工十分繁复，尤其是当电缆需要增加或减少时；必须对每一层电缆单独敷设感温电缆，成本昂贵。
电缆夹层采用吸气式感烟火灾探测器，主机可以安装在站台层，仅有采样管安装在电缆夹层，便于检修维护，和早期探测报警。
4）站厅、站台公共区
在站厅、站台公共区由于采用了镂空吊顶装饰方案（全密闭天花）及受地铁活塞风的影响（全高安全门），点式烟雾探测器安装、维护困难且报警迟缓。
若采用吸气式感烟火灾探测器，可以做到早期报警，早期疏散，又可以方便安装和维护，与装修没有冲突。
5）车辆段、停车场的运用库和检修库等一些高大空间
若采用传统的探测方案红外对射感烟探测器主要应用于车辆段运用库、检修库等一些高大空间场所，而这些地方往往受外界环境影响很大，每当遇到大雾、潮湿、大风和雨天，以及阳光的直接照射，红外对射感烟探测器均出现大量的误报火警或故障现象。建筑变形、车辆震动、列车上的空调也会引起红外对射感烟探测器的误报。
若采用吸气式感烟探测器，可以做到减少误报警、便于检修维护、早期报警。
6）重要设备用房
若采用吸气式感烟探测器可以提供火灾的早期预警，防患于未然，避免了自动灭火系统的不必要启动。
5.结语
综上所述，吸气式感烟火灾探测报警系统（即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，可以作为传统火灾探测系统的补充，使得火灾自动报警系统保护功能与范围更加全面。