空氣采樣系統大空間應用
[摘要]本文通過(guò)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(jìn)行設計和應用。
[關(guān)鍵詞]空氣采樣系統，FIA規范，ASD535，FDS模擬
1.概述
在一些特殊場(chǎng)所， 如劇場(chǎng)，機場(chǎng)，車(chē)站，展覽中心等，由于凈空較高，傳統火災探測器難以盡早發(fā)現并準確預報火災，這就要求設計者在設計時(shí)必須選擇更先進(jìn)，更可靠的消防產(chǎn)品，從而較大限度地防止和減少生命財產(chǎn)損失。
大空間場(chǎng)所火災探測的難點(diǎn)包括：
1) 一旦發(fā)生火災，可能會(huì )導致?tīng)I業(yè)場(chǎng)所關(guān)閉，中斷服務(wù)，因此需要在煙霧的早期階段發(fā)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?zhuān)y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(chǎng)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(lái)越多的項目選擇了吸氣式火災探測器。ASD535極早期煙霧探測報警系統采用主動(dòng)采樣的探測方式，利用光散射探測原理，能夠在煙霧發(fā)展的早期發(fā)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(gè)抽氣泵，通過(guò)布置在現場(chǎng)的采樣管道把空氣抽進(jìn)探測器內部，經(jīng)過(guò)灰塵過(guò)濾，流量檢測，火災算法分析等環(huán)節，進(jìn)行分析。如果煙霧濃度達到預設的報警值，則通過(guò)繼電器或聯(lián)網(wǎng)軟件進(jìn)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(shí)，每個(gè)采樣孔相當于一個(gè)點(diǎn)式探測器。即意味著(zhù)采樣孔的間距應該參照點(diǎn)式探測器的間距進(jìn)行設計。
根據《火災自動(dòng)報警系統設計規范-GB50116》，感煙探測器的保護面積如下：
因此，在大空間設計管道時(shí)， 可以按照80平米的保護面積來(lái)進(jìn)行。如果按照正方形進(jìn)行布置，可以按照8.9米 x 8.9米的網(wǎng)格進(jìn)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(jìn)行布管，同樣滿(mǎn)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(méi)有,考慮氣流的影響，如果空氣置換率大于8.6次/小時(shí)，每個(gè)孔的保護面積應該減小。
4.高度限制
目前中國的規范還沒(méi)有明確說(shuō)，空氣采樣系統較高可以安裝多高。然而在新的英國規范和FIA規范中，已經(jīng)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是對吸氣式探測器靈敏度的一種劃分，靈敏度被分成3個(gè)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(jìn)行模擬。為了簡(jiǎn)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(jìn)行模擬，結果如下：
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(shí)，有1個(gè)孔已經(jīng)探測到0.1%OBS/M的煙。
從上表可以看出,
對于同樣功率的火源，隨著(zhù)高度的增加，煙霧到達靠前個(gè)孔的時(shí)間變長(cháng)；
同樣隨著(zhù)高度的增加，煙霧的峰值濃度在下降，因為空間變大，煙霧被稀釋。
如果安裝高度超過(guò)40米，需要專(zhuān)門(mén)做性能化設計。
5.與傳統FAS系統的接口
早期探測系統通常只是整個(gè)大樓消防系統的一部份，因此ASD探測器通常需要接入整個(gè)大樓的FAS系統中。
ASD535探測器內置3個(gè)繼電器，通過(guò)繼電器輸出給FAS系統，信號為1個(gè)火警信號，1個(gè)預警信號和1個(gè)故障信號。如果需要額外的繼電器，可以增加繼電器卡進(jìn)行擴展。
參考文獻
1. 《火災自動(dòng)報警系統設計規范》GB50116-98
2. Code of Practice for Design, Installation, Commissioning & Maintenance of Aspirating Smoke Detector (ASD) Systems