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空气采样式探测器在地铁设备区走廊区域应用的可行性分析

2017-07-07 10:58:14 点击数:

 1.  环境特点

地铁设备区走廊靠近顶部区域通常安装有大量的空调管线及电缆桥架。设备区走廊往往都非常狭窄,而且通常都不设置吊顶。这给传统点式探测器的安装及日后维护带来诸多不便。

2. 传统点式探测器在设备区走廊区域使用的问题所在

传统的点式感烟探测器并不适于在没有吊顶或采用镂空式吊顶的设备区走廊区域进行使用。原因主要有以下几点:

式烟感探测器均为被动式探测,安装位置按照火灾报警设计规范要求均应贴顶安装。当无吊顶或采用镂空式吊顶时,传统点式烟雾探测器若直接安装在设备区走廊的顶板下,但由于此处风道、电缆桥架及其他管道等的密集排布,烟雾的正常上升受阻后会造成此类低灵敏度被

动式探测器报警迟缓,更重要的是无法对探测器进行正常的安装、调试、测试及日后的维护。

若先设置集烟板,再在集烟板下安装点式感烟探测器,则无法对上方的电缆密集区域进行必要的火灾防护。还需再敷设线型感温电缆等探测器作为补充探测,但同样存在维护及安装困难的问题。

地铁设备区走廊环境复杂,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,因此非常容易在此环境下产生误报警。

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。

因此,我们迫切需要在地铁设备区走廊区域找到一种既能实现对初期火灾进行早期探测的高灵敏度火灾探测器,同时还要便于安装,调试和日后的维护。从而做到全面保护、早期报警、早期疏散、防患于未然的目的,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,由澳大利亚维信防火及保安有限公司(现已改名为澳大利亚艾克利斯有限公司)发明,品牌名称为“VESDA”系统,该系统自上世纪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。该系统进入中国大陆市场的时间也已超过10年。

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。

极早期空气采样烟雾预警系统属于烟雾探测报警的一类,但由于它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,降低维护费用;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. VESDA 吸气式早期烟雾探测报警系统

VESDA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,VESDA吸气式早期烟雾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。

VESDA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。

VESDA吸气式早期烟雾探测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。

5.地铁设备区走廊区域采用

VESDA吸气式早期烟雾探测报警器的优点

a.安装及维护均简单易行,不受该区域复杂管线的影响:

25mm外径的采样管道及7mm外径的下拉毛细管可以很容易的安装在廊道顶部任何空隙内,即美观(隐蔽探测)又可以更早的发现由于电缆过热所产生的早期烟雾粒子,从而做到真正的早期报警。

采样管道安装简便,由于管道上没有任何的电子元器件,且一旦安装好后就再也不需要对管道进行任何现场操作,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阈

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。

b.可以对火灾初级阶段进行早期预警:

VESDA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),VESDA的激光源运行稳定,误报率极低,灵敏度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。

c.提供多级报警,提高性能:

VESDA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。

 

d.提高系统设计的灵活性:

 

VESDA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VESDA主动吸气式探测器才能在火灾发生的初期探测到烟雾的存在。

e.探测器具有故障自诊断功能:

 VESDA探测器具有故障自诊断功能,不需要使用专业设备或电脑就可以实时快速的将系统所发生的故障诊断出来,便于及时的维护和快速响应。

f.过滤器具有灰尘数量实时监测功能:

VESDA采用了特制的两级过滤器,经过第二级过滤后的高洁净空气随时对激光测量室内部的光学原件进行吹洗,避免了烟雾或灰尘颗粒对于激光探测腔的污染,从而可以保证探测精度不会发生改变,10年内不需要进行校准。VESDA可以对过滤器的灰尘容量进行实时监测,

最多可以容纳400万颗灰尘,使用寿命最长为5年。

g.探测器具有烟雾及气流自学习功能:

VESDA探测器具有烟雾及气流自动学习功能,可以根据用户所设定的学习时间进行不断的取样分析,最终将最适合的烟雾及气流的4级报警阈值设定好,在最大限度提高灵敏度的同时,又避免了误报警。

h.布置方式美观、灵活,不会破坏装饰效果:

VESDA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。

 

l.大大降低维护成本:

普通烟感探测器需要进行定期清洁,以确保探测器能够按厂家标称的灵敏度进行探测。这种探测器的维护间隔很大程度上取决于探测器的安装位置、环境气流特点和环境是否清洁。VESDA系统的安装及维护成本极低,阻燃的采样管道不含有任何的电子元器件,因此它对环境

的适应性极强,仅需要对采样管网进行定期的气流吹洗就可以完成对系统的维护,而不需要任何的拆卸。VESDA探测器具有自身监控功能,能够主动提出维护要求,并可进行在线维护,从而大大降低了例行维护的成本。

m.精确的辅助设计软件确保系统设计的正确性:

VESDA系统具有专用的采样管网设计验证软件ASPRIE2,它能在系统设计阶段,即对整个采样管网的设计质量及每个采样孔的灵敏度、气压值、烟雾传递时间等工作参数作出准确计算,并给出改进意见。与安装后的实际测试结果仅有2%的误差。

n.施工简便、经济:

空气采样探测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线,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。

o.提供两套报警阈值设定:

VESDA系统具有两套报警阈值设定,一套可以采用较低的灵敏度,用于上班、下班的高峰时间,另一套可以采用较高的灵敏度,用于白天和晚间乘客较少的时段。两套不同灵敏度报警阈值的切换,根据用户的设定自动完成。

p.可以灵活的与气体探测器相连接,防范恐怖袭击:

VESDA探测器在通过采样管网对整个车站公共区域进行烟雾探测的同时,还可以将采样管道与一个气体探测器进行连接,从而作到在进行烟雾探测的同时,还可以对目标区域中的有毒、有害、可燃气体进行分析,从而对气体泄漏、环境污染、生化恐怖袭击等进行主动防范。

6.结论

通过以上的分析和参照国内外地铁的成功应用经验。空气采样早期烟雾探测系统在地铁设备区走廊区域替代传统感烟探测器是完全可行且是一种更有效、更可靠、更具成本效益的技术选择。

 

 

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