火災(zāi)探測器在鐵路站房高大空間的應(yīng)用分析

侯博文

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京 102600）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高鐵建設(shè)規(guī)模也日益龐大，旅客站房作為鐵路交通與城市的交匯點，既是城市門戶工程，也是實現(xiàn)人員流動及文化交流的關(guān)鍵。國內(nèi)高鐵站房的候車廳及進站廳多為高大空間，整體結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，裝修風(fēng)格具有鮮明當(dāng)?shù)匚幕厣瑸槁每蜖I造出空闊舒適的環(huán)境。高鐵站房的候車廳及進站廳人員密集，流線復(fù)雜，環(huán)境陌生，一旦發(fā)生火災(zāi)，當(dāng)發(fā)生初期沒有及時準(zhǔn)確的預(yù)警，高大空間煙霧不容易排除，火災(zāi)不受限制就會迅速蔓延，嚴(yán)重威脅人民生命、財產(chǎn)安全。以昭通東站設(shè)計為例，分析旅客站房內(nèi)高大空間可能發(fā)生火災(zāi)的種類及位置，介紹設(shè)計中選擇的火災(zāi)探測器的特點，闡述高大空間的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)多種探測器的結(jié)合使用，最終實現(xiàn)火災(zāi)快速準(zhǔn)確的探測與報警。

1 高鐵站房高大空間可能發(fā)生的火災(zāi)分析

乘坐高鐵攜帶物品有嚴(yán)格規(guī)定，旅客站房候車廳等高大空間內(nèi)一般可能會發(fā)生A 類火災(zāi)和E 類火災(zāi)。A 類火災(zāi)是指固體物質(zhì)火災(zāi)，這種物質(zhì)具有有機物質(zhì)性質(zhì)，在燃燒時，能夠產(chǎn)生灼熱的余燼，比如說紙張、煤炭、塑料、木材、毛、干草、棉、麻等火災(zāi)。E 類火災(zāi)是指電氣火災(zāi)。

A 類火災(zāi)發(fā)生初期，通常表現(xiàn)為陰燃。當(dāng)起火點發(fā)生在高大空間的底部時，火災(zāi)煙氣會迅速擴散、上升；發(fā)煙量小的陰燃物產(chǎn)生的煙氣上升至一定高度，煙氣的浮力與重力達到平衡，煙氣不再上升，煙氣達不到頂部，就開始出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，發(fā)煙量大的陰燃物產(chǎn)生的煙氣會迅速上升至頂棚，并形成穩(wěn)定的煙氣層。

高鐵站房候車廳為高大空間，頂部較高，候車廳吊頂內(nèi)電氣管線較多，存在很大的電氣火災(zāi)隱患。

2 設(shè)計相關(guān)規(guī)定及依據(jù)

《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB 50116—2013）第12.4 章規(guī)定：

12.4.1 高度大于12m 的空間場所宜同時選擇兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器。

12.4.2 火災(zāi)初期產(chǎn)生大量煙的場所，應(yīng)選擇線型光束感煙火災(zāi)探測器、管路吸氣式感煙火災(zāi)探測器或圖像型感煙火災(zāi)探測器。

12.4.3 線型光束感煙火災(zāi)探測器的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

1.探測器應(yīng)設(shè)置在建筑頂部。

2.探測器宜采用分層組網(wǎng)的探測方式。

3.建筑高度不超過16m 時，宜在6～7m 增設(shè)一層探測器。

4.建筑高度超過16m 但不超過26m 時，在6～7m和11～12m 處各增設(shè)一層探測器。

5.由開窗或通風(fēng)空調(diào)形成的對流層為7～13m時，可將增設(shè)的一層探測器設(shè)置在對流層下面1m 處。

6.分層設(shè)置的探測器保護面積可按常規(guī)計算，并宜與下層探測器交錯布置。

12.4.6 電氣線路應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，照明線路上應(yīng)設(shè)置具有探測故障電弧功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

3 火災(zāi)探測器介紹

3.1 點型感煙火災(zāi)探測器

點型感煙火災(zāi)探測器是以煙霧為主要探測對象，吸頂安裝在建筑頂棚上，適用于火災(zāi)初期有陰燃階段，煙氣可以聚集到建筑頂棚處的空間。

3.2 紅外對射線型光束感煙火災(zāi)探測器

紅外對射線型光束感煙火災(zāi)探測器由光束發(fā)射器和光電接收器兩部分組成，采用煙減光法原理，利用煙減少紅外發(fā)光器發(fā)射到紅外收光器的光束光量來判定火災(zāi)。紅外對射線型光束感煙火災(zāi)探測器安裝方便，探測器反應(yīng)迅速且價格合理，適用于無遮擋的高大空間。

3.3 圖像型火災(zāi)探測器

圖像型火災(zāi)探測器的原理是利用彩色CCD 攝像頭和紅外CCD 攝像頭進行監(jiān)控，將獲得的視頻圖像信息發(fā)送至圖像型火災(zāi)探測系統(tǒng)主機，采用計算機模式識別技術(shù)，以軟件方式識別視頻中的火焰和煙霧的視頻圖像特征，從而進行火災(zāi)判定。圖像型火災(zāi)探測器可以使工作人員通過監(jiān)控錄像直接確認火災(zāi)是否發(fā)生，不用耗費人力、物力進行現(xiàn)場確認，在管理上具有顯著優(yōu)勢。

4 工程實踐

4.1 建筑概況

昭通東站站房總建筑面積31998.13m，主體為地上二層（局部夾層），地下一層，屋面為金屬坡屋面，建筑總高度32.00m（屋面最高點）。其中站臺層為首層，標(biāo)高±0.000，主要為進站廳，進站廳為兩層通高；高架候車層為二層，標(biāo)高9.900m，主要為候車廳，高架候車局部設(shè)置夾層標(biāo)高18.000m，層高5.000m，主要功能是商業(yè)及設(shè)備用房。高架候車廳吊頂為波浪形，最高點高度為26.8m，最低點高度為23.6m，吊頂鏤空率為43.25%。候車廳吊頂內(nèi)高度為5.1～6.8m。候車廳寬度106.5m，長度128.0m。建筑空間關(guān)系見圖1。

圖1 建筑剖面圖

4.2 設(shè)計思路

該建筑根據(jù)各空間高度不同，進站廳（位于首層），吊頂下高度為23.6～26.8m，候車廳（位于二層），吊頂下高度為13.9～16.9m，候車廳夾層部分吊頂下高度為5m。進站廳和候車廳空間高度超過12m，按照規(guī)范宜選擇2 種火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器。進站廳及候車廳建筑上部寬闊無遮擋，正常情況下無粉塵、水霧或油霧等滯留。建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會產(chǎn)生較大位移，符合線型光束感煙火災(zāi)探測器的使用條件，故在這些場所其中一種火災(zāi)探測器選擇紅外對射線型光束感煙火災(zāi)探測器。進站廳大部分區(qū)域高度超過16m 沒有超過26m，設(shè)置3 層火災(zāi)探測器，交錯布置；候車廳大部分區(qū)域高度不超過16m，設(shè)置2 層火災(zāi)探測器，交錯布置。紅外對射線型光束感煙火災(zāi)探測器布置在該建筑標(biāo)高7.0m、標(biāo)高13.5m 和頂部吊頂下0.3m 的位置，詳見圖2、圖3。

圖2 紅外對射線型光束感煙火災(zāi)探測器首層布置

圖3 紅外對射線型光束感煙火災(zāi)探測器二層布置

高鐵站房作為重要的交通運輸建筑，及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)至關(guān)重要。同時當(dāng)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)誤報時，能及時確認是否發(fā)生火災(zāi)，確保旅客正常候車也至關(guān)重要。因此進站廳和候車廳的第二種火災(zāi)探測器選擇火焰/煙霧圖像型火災(zāi)探測器，在火災(zāi)發(fā)生初期煙霧為上升至6m 位置或有明火火災(zāi)時，圖像型火災(zāi)探測器能及時發(fā)現(xiàn)火情。當(dāng)系統(tǒng)誤報時，工作人員第一時間查看監(jiān)控視頻，解除誤報。根據(jù)高鐵站房可能發(fā)生火災(zāi)情形的分析，圖像型火災(zāi)探測器設(shè)置在標(biāo)高17.9m 的位置，安裝高度距進站廳地面17.9m，距候車廳地面8m，攝像機角度設(shè)置保證距地2m 以內(nèi)無盲區(qū)，火災(zāi)探測器布置及保護范圍見圖4。

圖4 圖像型火災(zāi)探測器布置圖

該工程采用兩種可視圖像火災(zāi)探測器參數(shù)見表1。

表1 圖像型火災(zāi)探測器參數(shù)表

高架候車廳夾層區(qū)域吊頂下高度5m，吊頂鏤空率43.25%，不滿足吊頂下安裝點型感煙火災(zāi)探測器的條件。屋面至高架候車廳夾層地面高度為10.5m，滿足點型感煙火災(zāi)探測器的安裝條件，故此區(qū)域采取在吊頂內(nèi)金屬屋面上安裝點型感煙火災(zāi)探測器的方式。進站廳和候車廳吊頂內(nèi)高度為5～8m，吊頂內(nèi)設(shè)有檢修馬道，且電氣管線較為密集，在進站廳和候車廳區(qū)域上方的吊頂內(nèi)金屬屋面上安裝點型感煙火災(zāi)探測器來保護這些高大空間上部吊頂內(nèi)區(qū)域。

同時，根據(jù)規(guī)范要求，所有經(jīng)過進站廳及候車廳上方的電氣回路都設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器，進站廳及候車廳區(qū)域的照明回路設(shè)置具有探測故障電弧功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器。

4.3 總結(jié)

該工程進站廳、候車廳及候車廳夾層的吊頂是完整的一片區(qū)域，根據(jù)不同功能區(qū)域的層高特點，分區(qū)域設(shè)置不同的探測器種類，采用了點型感煙火災(zāi)探測器、紅外對射線型光束感煙火災(zāi)探測器及火焰/煙霧圖像型火災(zāi)探測器。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，高鐵站房的候車廳及進站廳等空間越來越高大復(fù)雜，如何實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的火災(zāi)探測在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的設(shè)計中尤為重要。昭通東站通過將不同火災(zāi)探測器結(jié)合使用，借助先進的計算機技術(shù)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)主機對采集的不同可疑火災(zāi)參數(shù)進行綜合分析判斷，可在第一時間對火災(zāi)作出響應(yīng)，挽救人民生命財產(chǎn)安全。