车辆段高大空间建筑物火灾探测技术应用探讨

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1、车辆段高大空间建筑物火灾探测技术应用探讨本文通过对广州地铁车辆段目前应用的红外对射火灾探测技术以及试用的激光吸气式感烟火灾探测技术的应用分析，以及通过对云雾型空气采样极早期火灾探测的技术分析，探讨城市轨道交通车辆段高大空间建筑物火灾探测技术的发展方向。关键词：火灾探测，空气采样，极早期一、前言　　目前，在城市轨道交通车辆段高大空间建筑物如运用库、检修库、物资库和部分高大空间设备房的火灾探测一般都应用了火灾探测技术，目前应用相对较多的是红外对射火灾探测技术。以广州地铁为例，广州地铁1～4号线的车辆段高大空间建筑物如运用库、检修库和部分高大空

2、间设备房如变电站等处均应用了红外光束式火灾探测技术，使用红外光束对射探测器探测上述保护区域的烟雾火灾信号。　　由于这些高大空间建筑物多为敞开式，在广州多潮湿、雨雾、台风及灰霾气候条件下，受红外对射火灾探测技术的探测原理的制约，各车辆段高大空间里使用的红外对射火灾探测器在高湿、尘土、粉末的影响下频繁发生火灾误报，对相关场所的运营防灾安全工作造成了较大的影响。二、红外对射火灾探测与空气采样火灾探测实际应用情况对比分析　　为了解决红外光束对射探测器受自然环境影响频繁报警的问题，广州地铁试用了激光吸气式感烟火灾探测器与红外光束式火灾探测器进行了对

3、比测试，测试情况如表1。　　表1吸气式火灾探测技术与红外光束式火灾探测技术对比项目激光吸气式感烟火灾探测红外光束式火灾探测成功报警9次4次漏报次数2次7次响应时间超过120S次数4次无强制响应时间要求1年内的报警情况15次1333次潮湿浓雾气候下的报警情况（集中于3，4月份）9次915次故障报警情况6285次（其中因防虫X堵塞，紧急低气流报5394次）11379次　　从表中数据可以看出，在实际发生了11次火灾隐患和在红外探测器覆盖面积约为激光吸气式感烟火灾探测器的3倍面积的情况下，激光吸气式感烟火灾探测技术成功报警9次，同比远多于红外探测

4、技术；报警次数同比比例3.38％,潮湿浓雾气候下的报警次数同比比例2.95％，都远低于红外探测技术。基于以上试用数据的分析，激光吸气式感烟火灾探测技术相比红外对射探测技术具有一定的优势。图1空气采样火灾探测技术示意图　　激光吸气式感烟火灾探测技术在探测方法上做了改进，通过吸入检测空间内的空气进行采样检测，如图1，其探测时间相对较早，相比红外光束式火灾探测，误报率也有了一定程度的降低，但也出现了误报和漏报，这与他们的检测原理密切相关，激光吸气式感烟火灾探测技术和红外光束式火灾探测技术都是对火灾发生后释放的烟雾进行检测，容易受到环境中的灰尘和

5、雾气影响发生误报；同时，在探测空间大气流变化的环境下，烟雾很容易被稀释，无法有效探测火灾。　　三、极早期火灾侦测技术分析　　如果即可以不受环境中的灰尘和雾气影响，又可以有效探测处火灾，便是一种很理想的情况，也是火灾探测技术的一个难题，极早期的火灾探测技术的出现便可以解决这一难题。　　易燃材料在正常温度范围内，其周围空气中只有少量的不可见悬浮粒子及尘雾粒子，当此材料在超出其所能承受的温度范围使用的情况下，周围空气中所存在的粒子成分及数量便开始有了明显的变化，也就开始进入到火灾的生命周期，如图2。　　图2火灾的生命周期　　在火灾发生的极早期阶

6、段（材料从被过度加热超过其材质可承受的临界点即热崩溃点到氧化燃烧开始释放碳烟的阶段）就有受热分解的不可见粒子释放，然后在发展为烟雾释放阶段。在火灾极早期阶段，此时热量很低没有可见烟雾或火焰，但因材料受热破坏而产生的不可见的次微米粒子浓度可能在中到高度之间。在这个阶段，材料渐渐遭受肉眼看不到的热破坏而产生次微米粒子（0.002um）和一些气体。这种情况是此阶段的早期征兆，此时空气中除了不可见悬浮粒子及尘雾粒子外，增加了数量庞大的材料因受热破坏而产生的不可见的次微米粒子（约500个/mm3），随后，粒子开始一点一点大起来（仍不可见），进入火灾

7、的下一个阶段。　　激光吸气式感烟火灾探测报警系统和红外光束式火灾的探测器都是采用的光散射原理进行火灾探测，所能探测到的粒子大小受其所使用探测光源波长所限制，波长约为0.1微米。然而在火灾的极早期阶段，大于0.1微米的粒子的存在数量相比0.002次微米大小的粒子数量少之又少，因此，只能在烟雾释放阶段进行火灾探测，但此时即使探测出来火灾事件即以发生。　　如果在火灾的极早期阶段就可以对该阶段所产生不可见的次微米粒子（0.002um）（此时没有可见烟雾和火焰）进行探测并报警，便可以提前发现火灾隐患，同时也可以避免因受灰尘和气雾影响发生的误报。四、

8、极早期火灾探测技术的实现　　在火灾的极早期阶段，产生的次微米粒子数量非常多，如图3，但由于其体积远小于一般灰尘及烟雾粒子，光电探测器受数量极少但相对遮光率极高的灰尘粒子影响，远大于次微米粒子，