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1、地下商场IFD云雾室空气采样极早期火灾报警系统技术方案说明Protec Fire Detection Plc亚洲代表处展径贸易（上海）有限公司2012年5月1. 贵阳商场云雾室空气采样技术方案1.1 概述近年来，随着我国改革开放的不断深入，许多城市都新建或改建了一批功能多样、装饰豪华的商场，吸引了成千上万的顾客，为繁荣我国市场经济起到了积极的作用。在商场迅速发展的同时，商场火灾也在不断地发生。如郑州天然商厦火灾、北京隆福大厦火灾、沈阳商业城火灾等都造成了巨大的经济损失，有的还造成严重的人员伤亡。因此，加强商场的消防工作，强化商场的防火意识十分重要。针对贵阳地下商场易发生火灾及重要区域如美食城（
2、当铺）、仓库、财务室、收银课办公室、金库、洽谈室、配电室、空调主机房、发电机房、弱电井等，我们选用英国Protec Fire Detection Plc 公司所制造之云雾室型空气采样式极早期火灾探测器(以下简称IFD, Incipient Fire Detector)防护这些重要的区域。该产品已依据GB15631-2008特种火灾探测器国家标准,通过沈阳国家消防电子产品质量监督检验中心测试合格,并取得国外知名测试机构如UL,FM等的相关认证。IFD 云雾室型空气采样式极早期火灾探测器为目前市面上唯一采用最先进的云雾室型粒子计数探测技术, 能够在烟还没有产生前（物质过热状态）发现隐患，在最早期给
3、予监控人员提醒，消灭火灾隐患与无形之中。IFD能精准的在火灾极早期阶段响应火灾状况, 其特性为能在最高灵敏度运转状况下, 也不产生误报及市面上最经济的整体使用成本。这些特性对于配电房、发电机房、金库、仓库而言, 是最佳的选择。1. 2贵阳地下商场易发生火灾及重要区域的火灾防范特点商场是人们购物、休闲的商业场所，因其可燃物较多、用电量大、人员集中，火灾的危险性很大。而地下商场由于设置在地下，除有一般商场的火灾特点外，还有地下建筑火灾的特殊性。地下商场的通道窄小，周围密封，空气对流差，一旦发生火灾，浓烟和高温不易散失，火势会迅速蔓延，给人员的逃生和火灾的控制带来了很大的困难。因此，对地下商场的运营
4、提供完善的安全和防火保障是保卫人员的重要职责 。而对于地下商场易发生火灾及重要区域的防护，其火灾具有如下特点：（1）建筑封闭，不通风 地下商场一般都没有自然通风和采光。除通向地面的出入口和人工通风管道外，其他部门都是与地面隔离的，发生火灾时浓烟高温聚集不易散去。在地下商场运营的过程中，财务室、储物仓库具有大量的纸张、服饰等物品；配电室、金库、弱电井等具有大量的电线电缆，此类易发生火灾及重要区域均有大量易燃物品，存在着重大火灾隐患，稍有疏忽，短时间内即可能酿成不可弥补的损失。因此，如何有效探测此类区域的火灾隐患，在火灾还没有蔓延和造成重大的经济损失前予以消弭，保障商场的正常运营工作。因而选择防火
5、第一线的火灾探测设备，就变得相对重要。（2）安全出口少，一旦发生火灾，人员的疏散过程中很容易造成拥挤。由于地下商场安全出口少，火灾发生时商场内的顾客和工作人员都必须通过出入口逃出，很容易造成拥堵。而在逃生过程中由于浓烟不易散去，这就更加增加了逃生的难度。在商场易发生火灾的区域，点式感烟探测器在烟产生之后才能发出报警，此时火灾已经不可控制。火灾产生的烟也会在人逃生的过程中影响人的视觉，并引起窒息。而红外对射探测器、图像火焰报警探测器等设备，由于其受环境影响较大，造价高，发现火灾时机偏晚、调试、维护复杂困难等原因，效果不甚理想, 因而未被大量广泛的采用。因此只有极早发现火灾，极早发现并消除隐患，从
6、而避免火灾的发生，才是地下商场正常运营的关键。（3）地下商场用电量大，电线遍布，火灾发展迅速由于地下商场的照明、制冷、通风等日常工作都需要大量的电，因此变配电系统在整个电力供应系统中是举足轻重的。一旦发生电力故障，如果不能及时控制，火灾会迅速发展，并会产生大量的有毒气体。电力的中断对于地下商场来说，不仅仅在于运营的影响，也会对人员产生恐慌，甚至在逃生过程中发生践踏伤亡的情况。在配电室、发电机房、弱电井等变配电系统中，当电力运行超载、超负荷、线路老化、接线端子松动等情况发生时，都能引起电力事故的发生。在可能出现各种故障和不正常运行状态，常见同时也是危险的故障是发生各种形式的短路。在发生故障时可能
7、产生以下的后果： 1） 当变配电系统长期处于超载、超负荷运行时，电线、电子元器件会过热，进而引起电力火灾的发生。2） 当电力电缆和线路板发生老化时，会引起线路的短路， 短路电流通过非故障元件，会引起电线电缆和配电设置的火灾。3） 当接线端子松动时，由于其接触电阻过大，在此端点由于热量的集聚温度会逐渐升高，当温度达到材料的燃点时，即会引起短路等故障甚至引发火灾。 为了在变配电室、发电机房、弱电井等地方极早发现火情,近来许多配电场所开始采用价格较高的空气采样式高灵敏烟雾探测器,然而,对于配电设备来说，一旦烟产生出来，由于电力火灾发展迅速，此时火灾已经不可控制，而投资大量预算设置的空气采样式高灵敏烟
8、雾探测器更形同浪费。因而，一款能够在烟产生之前发出预警，即在变配电系统处于非正常工作（过热）等隐患状态下就能给出提示，并消除隐患与无形之中的探测器是至关重要的。(4) 地下商场处于地下，通道狭小，当发生火灾时，灭火难度大，极易造成人员的伤亡。由于地下商场遍布可燃物质，并且出入口通道较小，人员流动量大、环境复杂、易燃物品多，当发生火灾时，如不能及时控制，火势发展迅速，短时间内烟火将充满整个地下商场。在扑救地下商场的火灾中，往往需要更多的时间和大量的人力、物力。由于高温、浓烟甚至是断电的情况下，灭火人员不但要佩戴复杂的防护器材，携带照明设备，在这样的环境下救人、灭火都非常困难。因此，只有极早发现火
9、灾，极早消除隐患，从而避免火灾的发生，才是解决地下商场火灾防护问题的关键。 综上所述,地下商场防御火灾的策略,应更着重在预防,因此,做为火灾预防第一线的火灾探测器的选用,实乃整个火灾防御成败的关键。近几年来，由于空气采样式烟雾探测器的引进，解决了许多环境上的难题，但由于探测技术的限制，对于烟雾被稀释及频繁误报的问题，仍无法有效的解决。烟雾被稀释，使得探测器灵敏度大打折扣；而频频的误报，不仅困扰保卫人员，而其后为降低误报的种种权宜手段，更将探测器的灵敏度一再调降(直接设定调降或用环境自动学习功能来自动调降)，最后，一个采样孔的灵敏度(非探测器的灵敏度)几乎与传统点式探测器相似，这样的结果,无法满
10、足商场火灾预防的需求,而投入大笔预算采购高灵敏度探测器,更失去渠应有的意义。因此,地下商场在选择探测器时，必须特别注意的是：(1) 探测器必须具有火灾极早期探测的能力,在烟产生之前发出预警，以达到及早报警的预防的效果；(2) 探测器运转在高灵敏度状态下,不会因灰尘、雾气、或高温湿度的变化而产生误报,才能使高灵敏度具有实用的意义；(3) 探测器必须能承受因气流变化造成探测标的物被稀释的影响,而仍能维持在高灵敏反应的能力, 以达到及早报警的预防的效果；(4) 探测器必须具有低长期使用成本的特性,避免造成长期使用成本的负担。上述几项要求对传统点式光电型探测器、红外对射型探测器、图像式火焰报警探测器、
11、或如激光型空气采样式烟雾探测器而言，都是无法满足要求的。只有采用云雾探测技术的IFD探测器，它具有最快的火灾反应灵敏度，可以在烟产生之前发出预警，几乎等于零的误报率，因而避免了复杂的火灾确认程序、避免延迟救灾的时间、避免降低对警报的警觉性、避免以调低灵敏度来降低误报率，能真正反应投资极早期探测器的意义。1. 3 IFD云雾室型极早期报警探测系统技术方案特点地下商场易发生火灾及重要区域选用英国IFD 云雾室型极早期火灾探测器组成的系统，它具有如下特点：(1) 全世界唯一具有能运转在最高灵敏度(火灾极早期阶段)状态下而不误报的能力；(2) 不会受粉尘、雾气等影响而造成误报,不需使用内、外置式精密过
12、滤器,没有重复清洗的问题；(3) 最低廉的整体使用成本(购置成本+维护成本)；(4) 最适合安装在仓库、配电、档案室等环境中；(5) 探测器部件采模块化设计,维修置换容易,可于现场拆卸更换；(6) 4阶火灾分段警报, 每阶段警报具10阶可调灵敏度；(7) 满足GB 15631-2008特种火灾探测器要求, 并经沈阳国家消防电子产品质量监督检验中心测试合格；(8) 经国外著名测试机构UL、FM等测试认可。1.4 IFD云雾室型空气采样式极早期火灾探测器的工作原理 据NFPA72的定义：空气采样式探测系统(如右图)是由探测器及空气采样管道系统组成，管道成网络分布，从探测器延伸至被保护区域。探测器内
13、的抽气扇通过空气采样点及管路系统将被保护区内的空气样本抽送回探测器，探测器会对空气样本中是否含有火灾产生物进行检测分析。依据NFPA, Fire Technology 1974文献说明，每一物质于受热达过载时(Overheating)，即因化学变化导致材质分解，而会释放出不可见的次微米粒子(直径为约0.002微米,m,10-6)，当该物质持续受热达到燃点时，即开始转变产生碳粒子(亦即所谓的碳烟) ，并开始溶解而燃烧。从材质过热分解到烟雾产生的阶段，我们称之为火灾极早期阶段(如左图)。火灾极早期阶段是指物质从被过度加热超过其材质可承受的临界点(即热分解点；Thermal Particulate
14、Point)，到氧化燃烧并开始产生碳烟的阶段。在火灾发生的极早期阶段(此时尚无烟粒子产生)所出现的情况是热力的适度增加，进而产生大量的不可见次微米粒子(0.002m；=10-6)。在火灾成长的各个阶段,空气中粒子数的组成及数量为(如下图): 在正常阶段,空气中只有一般的悬浮粒子,数量约在25,000/cc至60,000/cc之间； 在极早期阶段,空气中除了一般的悬浮粒子,还有因物质过热达热崩溃点而释放出的不可见次微米粒子。数量约在500,000/cc以上； 到达烟阶段,空气中有一般的悬浮粒子,不可见次微米粒子,还有烟粒子。持续累积的数量约在1,000,000/cc以上 。一般采用光散射原理(s
15、cattered light principle)的激光型或LED型早期烟雾探测器并不对次微米粒子产生反应；它所能探测到的粒子大小是受探测器所使用的探测光源之波长(激光约为0.3微米)所限制；如果光波长大于粒子直径, 就无法探测到粒子的存在。然而在火灾极早期阶段，热释次微米粒子的直径约为0.002微米(m,10-6),所以，采用光散射原理的激光型或LED型早期烟雾探测器无法探测出火灾的早期征兆是可想而知的。IFD是世界上最先将云雾室(Cloud Chamber)的技术(即微粒子计数能力)应用于火灾极早期探测的探测器，云雾室探测技术使得IFD对火灾极早期所产生大量不可见的次微米粒子具独特的探测能
16、力。 IFD经由空气采样管路将被保护区内的空气样本送入探测主机内，若此区域内的空气样本含有火灾极早期阶段释放出的高浓度的不可见次微米粒子，云雾室即有能力透过一简单的精密机械处理过程，利用水滴的凝结特性将这些不可见的次微米粒子及空气中的灰尘粒子一个个分别内含在个别的小水滴中心(一颗粒子形成一颗水滴)，而形成一颗颗可见的细小雾状水滴(约20m) (如下图)，透过这庞大的雾状水滴所形成的遮光面及透光率，即可测出空气样本所含粒子的数量，而灰尘粒子的数量相对于0.002微米粒子的数量,是相当相当少的(约1:25以上),因而可以区别得知是正常状况或是极早期火灾的讯息。 火灾极早期阶段产生的次微米粒子数量非
