空氣采樣早期煙霧預(yù)警系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用

熊俊峰

摘 要：隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對公共場所特別是地鐵環(huán)境的安全提出了更高的要求。針對這種更高的要求，火災(zāi)報警系統(tǒng)的產(chǎn)品隨著技術(shù)的發(fā)展也在不斷變化。詳細介紹空氣采樣早期煙霧預(yù)警系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用，以期為相關(guān)工作提供經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：地鐵；空氣采樣；預(yù)警系統(tǒng)；火災(zāi)

中圖分類號：TP271+.81 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）04-0030-02

地鐵作為城市中重要的交通設(shè)施，其人員密集度高，而且又完全處于地下，如何讓它安全運行是每個地鐵建設(shè)和運營部門必須面對的問題。但是，從世界各地的地鐵發(fā)展運行史上看，各種各樣的火災(zāi)，包括設(shè)備故障、人為疏忽和故意破壞引起的火災(zāi)事故仍然時有發(fā)生，并且有上升的趨勢。因此，如何做到早期探測、早期發(fā)現(xiàn)、及早處理、有序疏散，把可能發(fā)生的火災(zāi)風(fēng)險降至最低，將火災(zāi)損害減到最小，成為了我們需要關(guān)注并解決的問題。

1 傳統(tǒng)火災(zāi)探測手段的不足

在地鐵中，傳統(tǒng)的火災(zāi)探測器主要為點式感煙感溫探測器、對射式感煙探測器和纜式感溫探測器。由于受地鐵環(huán)境的特點和傳統(tǒng)火災(zāi)探測器的工作原理、安裝方式所限，傳統(tǒng)的火災(zāi)探測手段還存在不足：①點式煙感探測器的報警靈敏度低，通常為3%～5% obs/m，報警遲緩，不適用于人員密集度高、需要早期疏散的場所。②點式煙感探測器為被動式探測，安裝位置在頂部。受空調(diào)和車輛運行所導(dǎo)致的氣流影響，煙霧粒子會被氣流很快稀釋，并隨著氣流的運動軌跡而移動，在火災(zāi)的初始階段并不會上升至頂部，因此，點式煙感探測器不適用于具有高氣流的環(huán)境，比如站臺區(qū)域。③地鐵的運行環(huán)境多變，存在煙霧和灰塵的干擾，由于點式感煙探測器的報警閾值是固定的，因此，非常容易產(chǎn)生誤報警的情況。④由于點式感煙探測器不具備自清潔功能，所以，每隔2年該探測器就需要被送回專業(yè)廠家進行清洗。這增加了地鐵的運營、維護成本，而且在此期間，被保護區(qū)將沒有任何火災(zāi)探測器工作，存在極大的風(fēng)險。⑤對射式感煙探測器需要大量可見煙的遮擋才能報警，它的靈敏度比點式感煙探測器還要低，不適合在需要進行火災(zāi)早期探測、早期疏散的場所使用。在停車庫等高大空間內(nèi)，由于存在熱障現(xiàn)象且受建筑物結(jié)構(gòu)變形等影響，對射式探測器的探測效果會大打折扣。在實際使用中，纜式感溫探測器的不足也十分明顯，響應(yīng)遲緩（由于火災(zāi)的發(fā)展趨勢，溫感本身就要比煙感的響應(yīng)時間滯后）、敷設(shè)施工十分繁復(fù)，尤其是當(dāng)電纜需要增加或減少時，必須對每一層電纜單獨敷設(shè)感溫電纜，其成本昂貴。

因此，如何克服傳統(tǒng)火災(zāi)探測手段的不足，采用探測效果更好、技術(shù)更先進、維護更簡便的火災(zāi)探測報警手段，達到全面保護、早期報警、早期疏散、防患于未然的目的，更好地保障地鐵的正常運行和乘客的生命安全就顯得尤為重要。

2 煙霧探測報警系統(tǒng)的組成和特點

空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)是一種基于激光散射探測原理和微處理器控制技術(shù)的煙霧探測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原理是通過分布在被保護區(qū)域內(nèi)的采樣管網(wǎng)采集空氣樣品，經(jīng)過一個特殊的兩級過濾裝置濾掉灰塵后送至一個特制的激光探測腔內(nèi)進行分析，將空氣中由于燃燒產(chǎn)生的煙霧微粒加以測定，由此給出準(zhǔn)確的煙霧濃度值，并根據(jù)系統(tǒng)事先設(shè)定的煙霧報警閾值發(fā)出多級火災(zāi)警報。

空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)由探測器、采樣管網(wǎng)、專用電源、過濾器、管道吹洗閥門和三通組件等組成?？赏ㄟ^探測器自帶的繼電器與傳統(tǒng)消防報警系統(tǒng)的輸入模塊相連接，實現(xiàn)與現(xiàn)場消防設(shè)施的聯(lián)動功能。

空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)的設(shè)計理念是在火災(zāi)發(fā)生初期 （過熱、悶燒或氣溶膠初步生成等無可見煙霧生成階段）， 即發(fā)出火災(zāi)預(yù)警，報警時間比傳統(tǒng)的煙霧探測器要早好幾個小時，因而可以做到及早探測、及早處置，將火災(zāi)造成的損失降到最小。相比于傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)，空氣采樣煙霧探測報警系統(tǒng)具有以下特點。

2.1 探測靈敏度高，報警閾值調(diào)節(jié)范圍廣

空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)的激光源運行穩(wěn)定，誤報率極低，靈敏度比傳統(tǒng)的點式感煙探測器高1 000倍左右，不但可以在火災(zāi)發(fā)生初期發(fā)現(xiàn)車站內(nèi)部產(chǎn)生的常規(guī)火情，也可以發(fā)現(xiàn)由于線路過載造成的電纜絕緣皮軟化所產(chǎn)生的微小煙霧顆粒，從而做到及早報警、及早處置，并為乘客的有序疏散提供了寶貴的時間。

2.2 多級報警，提高火災(zāi)報警系統(tǒng)性能

空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)可提供四級煙霧報警（報警、行動、火警1、火警2）模式和四級氣流報警（緊急低氣流、低氣流、高氣流、緊急高氣流）模式，可以對低煙霧濃度的火災(zāi)初級階段（例如開關(guān)柜中發(fā)生的電氣火災(zāi)）和煙霧快速增長的火災(zāi)（例如蓄意縱火）都能夠提供早期預(yù)警，各級煙霧和氣流的報警閾值可以根據(jù)不同的要求和環(huán)境進行手動或自動設(shè)定。通過對系統(tǒng)報警閾值的設(shè)定和設(shè)定不同級別報警模式下的防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案，可大大提高火災(zāi)報警系統(tǒng)的性能，真正做到火災(zāi)的及早報警、及早處置。

2.3 系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)功能

空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)具有煙霧和氣流自動學(xué)習(xí)功能，可以根據(jù)用戶所設(shè)定的學(xué)習(xí)時間不斷取樣分析，最終將最適合煙霧和氣流的四級報警閾值設(shè)定好，在提高靈敏度的同時，盡可能地避免系統(tǒng)的誤報警。

2.4 探測器具有故障自診斷功能

探測器的故障自診功能不需要使用專業(yè)設(shè)備或電腦就可以實時、快速地將系統(tǒng)發(fā)生的故障診斷出來，便于及時維護和快速響應(yīng)。

2.5 系統(tǒng)管網(wǎng)布置方式靈活、美觀

空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)的采樣管網(wǎng)布置靈活，主管道可以隱蔽安裝，布置在不被發(fā)覺的吊頂里，而采樣孔可以根據(jù)需要，通過毛細管道靈活布置在地鐵車站站臺、站廳頂部區(qū)域、設(shè)備走廊頂部區(qū)域、悶頂內(nèi)、空調(diào)回風(fēng)口和設(shè)備機柜內(nèi)。這樣既可以做到在煙霧運動的軌跡上進行攔截采樣，又可以把采樣點美觀地融入到地鐵車站的裝飾中，減少對車站公共區(qū)整體裝修效果的破壞。相比之下，傳統(tǒng)的點式探測器在遇到局部鏤空吊頂時，為了符合消防規(guī)范的要求，需要在吊頂內(nèi)和吊頂下方布置雙層探測器，既增加了消防報警系統(tǒng)的造價，又因為需要預(yù)留探測器維護檢修口，而影響了站廳、站臺公共區(qū)域的整體裝修效果。

2.6 系統(tǒng)施工簡便、靈活

空氣采樣煙霧探測器的安裝和管路的施工非常簡便、靈活。由于采樣管道上沒有任何電子元器件，所以既不需要預(yù)埋管道也不需要布線，只需要對采樣管道進行固定（通常采用管卡或吊桿）即可，施工簡便，耗時很短。

2.7 系統(tǒng)運行維護成本較低

傳統(tǒng)的普通煙感探測器需要定期拆卸進行清潔，以確保探測器能夠按廠家標(biāo)稱的靈敏度進行探測。相比之下，空氣采樣煙霧探測系統(tǒng)的采樣管道不含任何電子元器件，對環(huán)境的適應(yīng)性強，僅需要對采樣管網(wǎng)進行定期的氣流吹洗就可以完成對系統(tǒng)的維護，不需要任何拆卸?？諝獠蓸訜熿F探測系統(tǒng)還具有自身監(jiān)控功能，能夠主動提出維護要求，并進行在線維護。在維護期間，系統(tǒng)可正常運行，不僅降低了例行維護的成本，還提高了系統(tǒng)運行的可靠性。

3 煙霧探測報警系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用區(qū)域

在地鐵中的某些區(qū)域，以空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)替代傳統(tǒng)感煙探測器是完全可行的，它是一種更有效、更可靠的技術(shù)選擇。根據(jù)空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)的特點，在地鐵項目中，適宜采用空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)的區(qū)域有：①車輛段、停車場。采用空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)能克服傳統(tǒng)對射式感煙探測器靈敏度低、受建筑變形和車輛震動需要經(jīng)常進行調(diào)節(jié)、校準(zhǔn)的缺點。②站臺、站廳公共區(qū)和設(shè)備走廊。采用空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)不僅能克服傳統(tǒng)探測器安裝、維護困難，影響吊頂裝修效果的缺點，還能避免地鐵活塞風(fēng)對傳統(tǒng)探測器靈敏度的影響，做到早期報警，早期疏散。③全線變電所和電纜夾層。采用空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)能克服傳統(tǒng)的感溫電纜報警遲緩、易誤報、不便維護的問題。④地鐵中設(shè)有自動滅火系統(tǒng)的重要設(shè)備間和管理用房。在這些房間內(nèi)采用空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)，能做到火災(zāi)的早期預(yù)警，避免自動滅火系統(tǒng)的不必要啟動。

3.2 安裝方式

空氣采樣煙霧探測報警系統(tǒng)采樣方式靈活。根據(jù)應(yīng)用區(qū)域的不同環(huán)境特點，可采取不同的安裝方式：①在站廳、站臺公共區(qū)和設(shè)備區(qū)走廊等有吊頂?shù)膮^(qū)域，系統(tǒng)采樣管可沿墻豎直敷設(shè)直至保護區(qū)頂部水平敷設(shè)并開孔，采用隱蔽式毛細管對吊頂區(qū)域進行復(fù)合采樣保護；②在電纜夾層、車輛段和停車場的車庫、檢修庫等無吊頂區(qū)域，系統(tǒng)采樣管可明敷于保護區(qū)域頂部。

4 結(jié)束語

隨著國內(nèi)地鐵的快速發(fā)展，空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)在地鐵工程中已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用，例如北京地鐵6號線，北京地鐵10號線二期，武漢地鐵4號線，廣州地鐵6號線，昆明地鐵1，2，6號線等工程都有采用。國內(nèi)發(fā)達地區(qū)（比如：北京、上海、廣東等）已相繼制訂并實施了專門的空氣采樣煙霧探測火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計、施工和驗收地方規(guī)范，以推動此技術(shù)的普及和應(yīng)用。新版《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50166—2013）中也專門增加了吸氣式感煙火災(zāi)探測器的選用規(guī)定和設(shè)置規(guī)定等內(nèi)容。相信隨著科技的進步和地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)將在地鐵中被廣泛應(yīng)用。

〔編輯：白潔〕

Abstract： With the rapid development of the national economy， in particular the safety of people on the subway environment in public places a higher requirement. In response to this higher demand， fire alarm system products with the development of technology is also changing. Details of air sampling smoke early warning system in the subway in order to provide relevant work experience.

Key words： subway； air sampling； early warning system； fire