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          解決方案

          空氣采樣系統大空間應用

          [摘要]本文通過對空氣采樣系統的介紹,描述了ASD空氣采樣系統如何在大空間里進行設計和應用。

          [關鍵詞]空氣采樣系統,FIA規范,ASD535,FDS模擬

          1.      概述

          在一些特殊場所, 如劇場,機場,車站,展覽中心等,由于凈空較高,傳統火災探測器難以盡早發現并準確預報火災,這就要求設計者在設計時必須選擇更先進,更可靠的消防產品,從而大限度地防止和減少生命財產損失。

          大空間場所火災探測的難點包括:

          1)  一旦發生火災,可能會導致營業場所關閉,中斷服務,因此需要在煙霧的早期階段發現并處理

          2)  熱屏障層的存在,使得煙霧比較難到達頂部

          3)  由于空間比較大,因此煙霧被稀釋,難以探測

          4)  離地面比較高,因此一般的消防探測系統維護比較困難

          目前市場上,主要應用的探測器包括火焰探測器和光對射探測器,然而越來越多的項目選擇了吸氣式火災探測器。ASD535早期煙霧探測報警系統采用主動采樣的探測方式,利用光散射探測原理,能夠在煙霧發展的早期發現潛在的隱患,做到防患于未然。

          2.      系統工作原理

          吸氣式探測器內部有一個抽氣泵,通過布置在現場的采樣管道把空氣抽進探測器內部,經過灰塵過濾,流量檢測,火災算法分析等環節,進行分析。如果煙霧濃度達到預設的報警值,則通過繼電器或聯網軟件進行報警。

          工作示意圖如下:


          3.      系統設計

          根據美國規范NFPA 72和英國規范BS5839,在設計空氣采樣系統時,每個采樣孔相當于一個點式探測器。即意味著采樣孔的間距應該參照點式探測器的間距進行設計。

          根據《火災自動報警系統設計規范-GB50116》,感煙探測器的保護面積如下:

          火災探測器的種類

          地面面積

          Sm2

          房間高度

          hm

          一只探測器的保護面積A和保護半徑R

                      θ

          θ≤15°

          15°≤ 30°

          θ> 30°

          Am2

          Rm

          Am2

          Rm

          Am2

          Rm

          感煙探測器

          S ≤ 80

          ≤ 12

          80

          6.7

          80

          7.2

          80

          8.0

           80

          6<="">≤ 12

          80

          6.7

          100

          8.0

          120

          9.9

          ≤ 6

          60

          5.8

          80

          7.2

          100

          9.0

          因此,在大空間設計管道時, 可以按照80平米的保護面積來進行。如果按照正方形進行布置,可以按照8.9 x 8.9米的網格進行,保護半徑在6.3米。也可以按照管道間距9米,孔間距8.8米進行布管,同樣滿足規范要求。

          典型的平面布置圖如下:


          立體布置圖如下:


          特別注意,上述設計中并沒有,考慮氣流的影響,如果空氣置換率大于8.6/小時,每個孔的保護面積應該減小。

          4.      高度限制

          目前中國的規范還沒有明確說,空氣采樣系統可以安裝多高。然而在新的英國規范和FIA規范中,已經明確,如果使用了15孔以上的CLASS B空氣采樣系統,管道可以安裝在40米的高度。

          CLASS B是國際上對吸氣式探測器靈敏度的一種劃分,靈敏度被分成3個等級:

          高靈敏型 Class A:          采樣孔的靈敏度≤0.8% obs/m

          靈敏型   Class B: 0.8%obs/m <采樣孔的靈敏度≤2% obs/m

          普通型   Class C:            采樣孔的靈敏度>2%obs/m

          我們使用FDS模擬軟件,對煙霧進行模擬。為了簡化,不考慮空間中的氣流以及各種家具設施的影響,我們對10米高度空間, 20米高度空間,40米高度空間,分別使用100KW, 200KW, 500KW的火進行模擬,結果如下:

          空間大小

          火源功率(KW)

          第一個孔達到0.1%OBS/M所需時間 ()

          現場采樣孔的煙霧峰值(OBS/M

          煙霧峰值時間

          36x50x10

          100

          10.4

          3.07%

          13.1

          36x50x10

          200

          8.2

          4.72%

          10.7

          36x50x10

          500

          6.3

          9.2%

          9.4

          36x50x20

          100

          18.9

          1.6%

          20.7

          36x50x20

          200

          14.8

          2.61%

          17.9

          36x50x20

          500

          10.8

          5.23%

          18.6

          36x50x40

          100

          32.0

          1.06%

          52.2

          36x50x40

          200

          24.5

          1.61%

          35.5

          36x50x40

          500

          19.9

          2.83%

          99.4

          由于篇幅所限,本文只貼出500KW的火源在36x50x10的空間中的火災模擬截圖,如下圖所示。在6.2秒時,有1個孔已經探測到0.1%OBS/M的煙。