吸气式感烟火灾探测报警系统在建筑中庭内的应用

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1、3 0 内蒙古石 油4 Lr - - 2 0 0 9 年第1 1 期 吸气式感烟火灾探测报警系统在建筑中庭内的应用 张 弛 ( 内蒙古公安消防总队， 内蒙古 呼和浩特0 1 0 0 5 0 ) 摘要 ： 随 着 我 国经 济 的 快 速 发 展 ， 建 筑 内设 计 的 中庭 越 来越 大 、 越 来 越 高 ， 但 现 行 消 防 设 计 规 范 没 有 对 建 筑 内 高 大 中 庭 的 火 灾 探 测 报 警 系统 设 计 进 行 规 定 。 本 文 在 分 析 中 庭 火 灾 特 点 和 烟 气 流 动 特 性 的 基 础 上 ， 提 出 在 高 大 中庭 内设 置 吸 气 式 感 烟

2、 火 灾探 测 报 警 系统 ， 以 供 探 讨 。 关 键 词 ： 中 庭 ； 火 灾 ； 烟 气 ； 探 测 报 警 随 着 我 国 经 济 的 高 速 发 展 ， 现 代 建 筑 的 形 式 日 趋 多 样 化 、 复 杂 化 ， 设 有 中 庭 的 多 层 建 筑 大 量 涌 现 。 中庭是 以建 筑物 内部 空 间为 核 心 ， 综 合 多种 功 能而 形 成 的体积 很大 的 空 间 ， 它通 常贯 穿多个 楼层 ， 并与 各 楼 层 相 通 。 目前 ， 中 庭 的 建 筑 形 式 已 广 泛 应 用 于 大 型 商场 、 宾 馆 、 图书馆 、 医院 、 高档公 寓及 娱乐 中

3、 心等 公 用建 筑 中 。 由于 中庭高 度 的延伸 、 空 间通透 的视 觉 效 果 和 大 面 积 自 然 采 光 等 建 筑 形 式 的 要 求 ， 使 中 庭 建 筑 具 有 内 部 空 间 大 、 使 用 功 能 复 杂 、 火 灾 载 荷 大 、 人 员 密 集 、 内 部 难 以 实 现 防 火 防烟 分 隔 、 火 灾 烟 热 不 易排 出等 特点 ， 因此 中庭 容 易形 成 巨大 的火 灾 隐患 。 由于 中庭 火灾 的 特殊 性 ， 对 建 筑 内的火 灾 探 测报 警 系 统 设 计 带 来 了 新 的 挑 战 。 1 中 庭 火 灾 特 点 中庭 设 在 建 筑 物

4、 内部 ， 不 同 使 用 功 能 的 建 筑 有 各 具 特 色 的 空 间形 式 。 根 据 中 庭 与 室 内建 筑 的 关 系 ， 可 以 归 纳 为 内 置 式 和 贯 通 式 。 其 中 ， 内置 式 中庭 的 特 点 是 处 于 建 筑 物 的 内 部 ， 且 可 以 有 几 个 中 庭 同 时 设 置 在建筑 物 内部 ， 可 以是相 互独 立 ， 也可 以是相 互贯 通 ； 中庭 的顶 部是 封 闭 的 ， 顶 部 以上 是其 它楼 层 。而 贯 通 式 中 庭 是 指 中 庭 的 顶 部 也 是 建 筑 物 的 顶 部 ， 通 过 顶 部 与 外 部 空 间 相 分 隔 ，

5、 并 可 通 过 顶 棚 采 光 。 这 类 中 庭 有 的 是 布 置 在 建 筑 物 的 上 部 ， 有 的 是 贯 穿 整 个 建 筑 。 中 庭 的 建 筑 形 式 多 是 贯 穿 建 筑 内 的 多 层 空 间 ， 由于 其用 途 和 形式 多 种 多 样 ， 其火 灾 特 性和 烟 气 流 动特性 与 普通建 筑 存在 较大 差异 。普通 大 空间建 筑 内 ， 火 灾发 生后 产生 的烟 气 向上流 动直 到顶 棚 ， 然后 沿 顶 棚 向 四 周 蔓 延 ， 当 顶 棚 烟 气 聚 积 到 一 定 程 度 时 才 开始 沿墙 壁 向下 流 动 。这 样在顶 棚 安装 的火灾 探

6、 测 器 能 够 及 时 报 警 ， 室 内 人 员 还 有 安 全 疏 散 的 时 间 和空 间 。 中庭 建筑 内 ， 火 灾发 生后 烟气 流动 特性 与 中 庭 的空 间结构 、 开 口状 况 、 使 用功 能 、 环境 状况 、 火灾 荷 载 等 因 素 有 关 。 中 庭 的 平 面 形 状 常 见 的 有 矩 形 、 梯 形 、 圆 形 以 及 不 规 则 的 多 边 形 等 ， 不 同 的 平 面 形 状 造 成 中 庭 建 筑 内 不 同 的 结 构 形 式 ， 对 烟 气 运 动 的 阻 碍 情况 也不 同 ， 即使 是 中庭 的平面 形状 相 同 ， 在火 源大 小 和

7、位 置 等 其 它 条 件 相 同 的 前 提 下 ， 不 同 的 中 庭 平 面 面 积 也 可 能 造 成 烟 气 流 动 情 况 的 较 大 差 异 。 由 于 中庭 空 间形似烟 囱 ， 因此 易产 生“ 烟 囱效 应 ” ， 火灾 发 生 后 会 迅 速 扩 展 。 由 于 中 庭 与 周 围 楼 层 间 无 分 隔 ， 如 果 与 中庭 连接 的 楼 层起 火 ， 烟 气 将 沿着 火 层 的顶 棚 流 入 中庭 ， 再 沿 中庭 边 缘 向上 蔓 延 ， 在 扩 散 的过 程 中 ， 烟气 将会 扩散 到着火 层 以上 的楼 层 ， 进 而扩 散到 整 个建 筑 物 ， 从 而

8、威 胁 到着 火 层 以 上楼 层 人 员 的安 全 。同样 ， 中庭 内起火 ， 烟气 也会 迅速 扩散 到与 中庭 相 通 的 各 个 楼 层 。 并 且 ， 由 于 中庭 高 度 较 高 及 中 庭 排 烟 系 统 排 烟 量 有 限 ， 烟 气 在 中庭 内积 聚 并 扩 散 ， 将 极 大 地 影 响 人 员 的 安 全 疏 散 和 灭 火 活 动 。 由 于 中庭 贯 穿 多 个 楼 层 ， 使 中 庭 本 身 或 其 所 贯 通 的任 一楼 层起 火产 生的 有毒烟 气通 过 中庭进 入非 起 火 楼 层 。有 关 火 灾 研 究 表 明 ， 当 空 气 中 含 有 CO 浓 度

9、 大 于 0 5 就 会 使 人 丧 失 逃 生 能 力 ， 当 C O 浓 度 超 过 1 就 会 使 人 在 几 分 钟 内 死 亡 。因 此 ， 非 起 火 层 中 的 人 员 可 能 在 未 见 明 火 的 情 况 下 ， 受 CO 的 影 响 短 时 间就 丧 失 了 逃 生 能 力 。 由于 中 庭 具 有 内部 空 间 大 、 火 灾 载 荷 大 、 内部 难 以 实 现 防 火 防烟 分 隔 、 火 灾 烟 热 不 易 排 出 等 特 点 ， 火 灾 一 旦 发 生 ， 火 势 将 迅 速 蔓 延 ， 有 毒 的 烟 气 将 迅 速 扩 散 ， 并 很 快 蔓 延 到 与 中

10、庭 相 通 的 各 个 楼 层 ， 加 快 火 灾 的扩 散 。同时 ， 有毒 烟气 的扩 散 ， 将 极大 影 响人 员疏 散 和 救 援 工 作 。 因 此 ， 在 中 庭 内如 何 合 理 地 设 置 火 灾 探 测报警 系统 ， 对 中庭火 灾的 发生 做 出及早探 测 ， 将 直 接 关 系 到 人 员 疏 散 的 时 间 和 灭 火 救 援 的 效 能 。 2 中庭 建筑 火灾 探测报 警 系统设 计现 存问 题 2 1 缺 乏 相 应 的 设 计 规 范做 参 考 建筑 设 计 防火 规范 和 高 层 民用 建 筑 设计 规 范 没 有 对 中 庭 建 筑 内 防 火 设 施 进

11、 行 规 定 ， 对 中 庭 采 用何 种火 灾 自动 探 测 报警 系 统 没有 规 定 ， 只 是规 定 超 过 一 定 高 度 的 高 层 建 筑 应 设 火 灾 探 测 报 警 系 统 ， 但 没有 针对 中庭形 式 的多样 性和 复杂 性给 出具 体 的 说 明 。 火 灾 自动 报 警 系 统 设 计 规 范 中也 没 有 提 及 适合 中庭 建筑使 用 的火灾探 测 报警 系统 。 由于 缺 乏 相 关 的 防 火 设 计 规 范 ， 给 中 庭 建 筑 内火 灾 探 测 报 警 收稿日期 ： 2 o o 9 一O 2 1 4 作者简介： 张弛， 毕业于中国人民武装警察部队学院消

12、防工程系， 大学本科， 现为内蒙古公安消防总队防火监督部建审 处助理工程师 ， 技 术十二级。 2 0 0 9 年第1 1 期 张驰 吸气式感烟火灾探测报警 系统在建筑中庭内的应用 系 统 设 计 带 来 不 便 。 2 2 常 规 火 灾 探 测 报 警 系统 设 计 不 适 合 中庭 建 筑 中 庭 建 筑 是 垂 直 方 向 上 连 续 贯 穿 多 层 的 封 顶 大 空 间 ， 对 于火 灾探 测报 警而 言 ， 与传 统 建筑 的最 大差 别是传 统 的火 灾探 测 报警 方式 不一 定适 用 于 中庭 建 筑 。对 于 中庭 建筑 高 度 在 1 2 m 以下 ， 传统 的 火灾

13、探 测方 法 还 可 以起 到 应 有 的 作 用 。但 高 度 超 过 1 2 m 时 ， 常 规 的 感 烟 、 感 温 火 灾 探 测 器 由 于 火 灾 燃 烧 产 物 的传 播 受 空 间高 度和 面积 的 影 响 ， 烟 气 上升 到 探 测 器 的位置 并 使 探 测 器 动作 的时 间 将大 大 延 长 ， 有 可 能 烟气 扩散 到 其它 楼层 ， 起 不到 及时 报警 的作 用 。 按 照惯 例 ， 以往 在大 空 间 、 高举架 的建 筑 中通 常 采 用红 外光 束感 烟 火灾 探测 器 。但 由于建 筑 中庭 顶 棚 一般 采 用 大跨 度 轻 型 钢 结构 和 玻

14、璃 采 光 顶 ， 日光 照 射和 建筑 内照 明等 因素 的影 响会 引起红 外光 束 感 烟 探 测 器 误 报 。 并 且 ， 如 果 中 庭 建 筑 高 度 较 高 ， 红 外 光 束 感 烟 火 灾 探 测 器 需 分 层 安 装 ， 探 测 器 的 安 装 、 调 试 、 维护 都有 一定 难 度 。 3吸气 式感 烟火 灾 探测 报警 系统 的应 用 中 庭 高度 较 高 及 中庭排 烟 系 统 排烟 量 有 限 时 ， 烟 气 会 在 中 庭 内 扩 散 并 积 聚 ， 因 为 烟 的 温 度 高 于 周 围 空 气 ， 所 以 它 上 升 ， 中 庭 上 部 将 会 被 烟

15、气 逐 渐 充 满 ； 当 它 的 温 度 下 降 至 空 气 温 度 时 ， 则 停 止 上 升 ， 开 始水平 扩 散 。在较 高 的 中庭 中还可 能 出现上 部 热空 气 温 度 高 于 烟 气 温 度 而 使 烟 气 层 在 中 庭 内 比 预 期 高 度低 。 由于 中庭烟 气会 出现填 充 、 分 层 现象 ， 这些 因 素 将 影 响 排 烟 系 统 的 设 置 。 因 此 ， 在 为 中庭 建 筑 设 计 火 灾 探 测 报警 系统 时 ， 烟 的层 化 是 个 需要 考 虑 的 重 要 问题 。采 用新 型 探测 技术 一吸气 式感烟 火 灾探 测 报警 系 统 ， 在 中

16、庭 内进行 多重 高 度 的设置 ， 可 以确 保 多 层 化 探 测 。 3 1吸 气 式 感 烟 火 灾 探 测 报 警 系 统 概 念 吸气 式感 烟 火灾 探测 报警 系统是 一 种采 用主 动 吸 气探 测 方式 的 高 灵 敏 度感 烟 火 灾 探 测 报 警 系统 ， 它通 过 分 布在 探 测 区域 的 采样 管 网上 的采 样 孔 ， 将 空气 样 品抽 吸到 探 测 报警 器 内进 行 分 析 ， 并 显 示 出 所保 护 区域 的烟雾 浓 度和 报警 、 故 障状 态 。 3 2吸 气 式 感 烟 火 灾 探 测 报 警 系统 的 构 成 吸气 式感 烟火 灾探 测 报警 系统 主要 由用 于抽 取 空气样 品 的 PVC管 ， 气 泵 ， 空 气流 速 控制 器 ， 激 光 探 测 器 ， 信