点式感温火灾探测器动作时间预测方法的应用_李明轩

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1、点式感温火灾探测器动作时间预测方法的应用_李明轩2015年第9期消防技术与产品信息3··特别报导点式感温火灾探测器动作时间预测方法的应用李明轩，卢国建，胡忠日，梅秀娟，谢晓刚（公安部四川消防研究所，四川成都610039）*摘要：针对目前国内感温火灾探测器动作响应时间预测方法较缺乏的情况，为了给消防性能化防火设计与评估以及感本文基于传热学原理建立了点式感温火灾探测器的传热模型，通过对该传热模型的数值温报警设备设计安装提供工具，处理，结合经验公式和火灾数值模型，得到了计算感温火灾探测器动作响应时间的数学模型，并提出了模型中参数的设通过一个计算实例介绍了该数学模型的使用，并简要介绍了该

2、数学模型在场模型和区域模型中的应用。置与测试方法，关键词：火灾探测器；点式感温；动作时间；预测方法点式感温火灾探测器是最常用火灾探测器，其市在对火灾的早期探测，促成场占有率达到30%以上，人员尽快安全疏散和进一步采取灭火措施，以及减少人员和财产损失等方面发挥重大的作用。在进行消防性能化设计———————————————————————————————————————————————与评估时报警动作时间是计算发生火灾时对性建筑内人员可用安全疏散时间的重要组成部分，而我国目前没有能化设计和评估结果有直接的影响，一个符合实际需要的点式感温火灾报警动作时间计算方法。另外，对建筑内不同位置

3、和不同型号点式感温可以优化探测火灾探测器的动作时间进行预测计算，器的安装布局，提高火灾报警效率，节约消防资金投入，因此准确预测和计算感温探测器动作响应时间有重要的意义。目前在国内消防性能化评估工程中还没有一个较为科学合理的计算感温探测器报警时间的工具，因此亟需建立一个较为科学合理的预测方法。建立感温火灾探测器动作响应时间的预测数学模型主要有两种方法：一种是经验公式计算的方法，另一种是基于火灾数值模型的预测方法。在火灾发生初期，主要的热量传播扩散方式是热热辐射Qrad、热传导Qcond所传播的热量相对对流Qconv，于热对流来说较小（3）。见公式（2）、［1］，因此这里不予考虑，具

4、体计算（2）（3）Q=Qconv=hA（Tg－Td）Qrad=ε·σb（T04－Td4）A——探测器温度，K；式中：Td—Tg———使探测器受热的热烟气温度，K；T0———周围环境的温度，K；———————————————————————————————————————————————A———探测器元件的表面积，m2；——探测原件的相当发射率；ε———黑体辐射常数，5.67×10－8W/（m·K4）；σb—h———对流换热系数，kW/（m2·℃）。利用集总热容法求解其温度变化，得到感温元件的升温速率为公式（4），引入感温探测器响应时间指［2］数ＲTI，见公式（5）。因此公式（4）

5、可以写成如公式（6）形式：1探测器传热模型依据传热学原理可知当火灾发生以后，由火源产hAd（Tg－Td）dTd=dtmcmc1/2ＲTI=uhAdu1/2（Tg－Td）dTd=dtＲTI——探测原件受热面积，m2；式中：Ad—u———热烟气流速，m/s；m———探测器原件质量，kg；c———探测原件比热，kJ/（kg·K）。（4）（5）（6）生的热量通过热辐射、热对流、热传导的方式向周围扩———————————————————————————————————————————————其热量表达方程为公式（1）：散，Q=Qconv+Qcond+Qrad——总热量，W；式中：Q—Qco

6、nv———对流传递的热量，W；Qcond———热传导传递的热量，W；Qrad———热辐射传递的热量，W。（1）对于响应时间指数ＲTI的测量可采用风洞插入试——即将被试感温探测器快速放入定温定验法来进行—*基金项目：公安部应用创新项目（2011YYCXSCXF160）“火灾探测动作时间预测数学模型及其软件开发”。4李明轩等：点式感温火灾探测器动作时间预测方法的应用2015年第9期流速的空气流中，测得探测器的响应时间，利用已知的初始条件计算出喷头的灵敏度ＲTI。试验方法在ISO7240-5：2012《火灾探测和警报系统———第5部分：点型感温探测器》中有相关的介绍。［3］dTdT（t

7、）=T（0）=a（t）－b（t）T（t），dt（12）（t），b（t）=，利用其中a（t）=ＲTIＲTI梯形法则———————————————————————————————————————————————式（14）：［7］22.1具体预测方法经验公式方法为了便于对感温火灾探测器的温度进行计算，对进行离散化可以得到公式（13），简化为公公式（6）微分方程进行积分运算可以得到公式（7），这［4］就是Heskestad＆Delichatsios方程，见公式（7）：Ti+1－Ti1=（