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解决方案

空气采样系统大空间应用

[摘要]本文通过对空气采样系统的介绍,描述了ASD空气采样系统如何在大空间里进行设计和应用。

[关键词]空气采样系统,FIA规范,ASD535FDS模拟

1.      概述

在一些特殊场所, 如剧场,机场,车站,展览中心等,由于净空较高,传统火灾探测器难以尽早发现并准确预报火灾,这就要求设计者在设计时必须选择更先进,更可靠的消防产品,从而大限度地防止和减少生命财产损失。

大空间场所火灾探测的难点包括:

1)  一旦发生火灾,可能会导致营业场所关闭,中断服务,因此需要在烟雾的早期阶段发现并处理

2)  热屏障层的存在,使得烟雾比较难到达顶部

3)  由于空间比较大,因此烟雾被稀释,难以探测

4)  离地面比较高,因此一般的消防探测系统维护比较困难

目前市场上,主要应用的探测器包括火焰探测器和光对射探测器,然而越来越多的项目选择了吸气式火灾探测器。ASD535早期烟雾探测报警系统采用主动采样的探测方式,利用光散射探测原理,能够在烟雾发展的早期发现潜在的隐患,做到防患于未然。

2.      系统工作原理

吸气式探测器内部有一个抽气泵,通过布置在现场的采样管道把空气抽进探测器内部,经过灰尘过滤,流量检测,火灾算法分析等环节,进行分析。如果烟雾浓度达到预设的报警值,则通过继电器或联网软件进行报警。

工作示意图如下:


3.      系统设计

根据美国规范NFPA 72和英国规范BS5839,在设计空气采样系统时,每个采样孔相当于一个点式探测器。即意味着采样孔的间距应该参照点式探测器的间距进行设计。

根据《火灾自动报警系统设计规范-GB50116》,感烟探测器的保护面积如下:

火灾探测器的种类

地面面积

Sm2

房间高度

hm

一只探测器的保护面积A和保护半径R

            θ

θ≤15°

15°≤ 30°

θ> 30°

Am2

Rm

Am2

Rm

Am2

Rm

感烟探测器

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,在大空间设计管道时, 可以按照80平米的保护面积来进行。如果按照正方形进行布置,可以按照8.9 x 8.9米的网格进行,保护半径在6.3米。也可以按照管道间距9米,孔间距8.8米进行布管,同样满足规范要求。

典型的平面布置图如下:


立体布置图如下:


特别注意,上述设计中并没有,考虑气流的影响,如果空气置换率大于8.6/小时,每个孔的保护面积应该减小。

4.      高度限制

目前中国的规范还没有明确说,空气采样系统可以安装多高。然而在新的英国规范和FIA规范中,已经明确,如果使用了15孔以上的CLASS B空气采样系统,管道可以安装在40米的高度。

CLASS B是国际上对吸气式探测器灵敏度的一种划分,灵敏度被分成3个等级:

高灵敏型 Class A:          采样孔的灵敏度≤0.8% obs/m

灵敏型   Class B: 0.8%obs/m <采样孔的灵敏度≤2% obs/m

普通型   Class C:            采样孔的灵敏度>2%obs/m

我们使用FDS模拟软件,对烟雾进行模拟。为了简化,不考虑空间中的气流以及各种家具设施的影响,我们对10米高度空间, 20米高度空间,40米高度空间,分别使用100KW, 200KW, 500KW的火进行模拟,结果如下:

空间大小

火源功率(KW)

第一个孔达到0.1%OBS/M所需时间 ()

现场采样孔的烟雾峰值(OBS/M

烟雾峰值时间

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,本文只贴出500KW的火源在36x50x10的空间中的火灾模拟截图,如下图所示。在6.2秒时,有1个孔已经探测到0.1%OBS/M的烟。