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常見的高大開放式空間包括體育館、博物館、會展中心、倉儲設(shè)施、機(jī)場航站樓、火車站以及大型的酒店、購物中心、辦公樓等。這些場所空間大、屋頂高、占地面積廣，是火災(zāi)探測的難點(diǎn)地區(qū)。而且，此類場所人員密集，財產(chǎn)價值昂貴，若出現(xiàn)火情，則極易發(fā)生傷亡事故和財產(chǎn)損失。所以非常需要性能卓越的、尖端的火災(zāi)探測方法。

傳統(tǒng)煙霧探測系統(tǒng)的靈敏度不夠高，除非火勢已非常猛烈，產(chǎn)生了大量的煙霧和熱量，否則它無法在此類高大開放式空間中有效地探測煙霧。此外，由于煙霧上升過程中氣流會使之飄散，在高大開放式空間中，傳統(tǒng)煙霧探測器的尋址功能已變得毫無意義。空氣采樣式煙霧探測技術(shù)的出現(xiàn)為這類場所的火災(zāi)探測帶來了希望。

一、對于高大開放式空間，煙霧探測系統(tǒng)的設(shè)計會遇到那些問題?

首先，需要解決煙霧分層問題

煙霧分層現(xiàn)象是指煙霧達(dá)到了一個平衡點(diǎn)，在天花板層面的下方形成了蘑菇團(tuán)，而無法到達(dá)天花板安裝煙霧探測器的位置。這在高大空間中是常見的現(xiàn)象。而我國的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，點(diǎn)式探測器的安裝高度不得超過12米，對射式探測器的安裝高度不得超過20米。這樣一來，這些傳統(tǒng)探測器就無法在此類場所安裝使用。而新修訂的《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》（GB50166-200X）中規(guī)定，高靈敏度的空氣采樣式煙霧探測器可以安裝在16米以上的任何高度。因為空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)是通過管網(wǎng)進(jìn)行主動采樣，可以將采樣點(diǎn)置于建筑物內(nèi)有效的煙霧探測位置，即煙霧的必經(jīng)之路上，而不一定是天花板上，從而避免了煙霧分層對火災(zāi)探測的影響。

此類建筑和環(huán)境多安裝有通風(fēng)設(shè)備，于是空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行成為了另一個火災(zāi)探測的制約因素。根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的控制要求以及對其安裝高度（距地面高度）的設(shè)計要求，煙霧及火災(zāi)探測系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計需要考慮多種因素。

其次，需要克服煙霧稀釋的影響

因為空調(diào)系統(tǒng)的混合作用，高大開放式空間中的煙霧會在流動過程中被高度稀釋。因此，在這樣的環(huán)境中，選擇靈敏度高且能夠多點(diǎn)采樣的煙霧探測器是至關(guān)重要的。即使是此類環(huán)境中經(jīng)常使用的對射式探測器或視頻探測器，相對而言也不夠靈敏。它必須等到火災(zāi)達(dá)到較嚴(yán)重的程度才能探測到火災(zāi)的存在。

點(diǎn)式探測器是在區(qū)域中單一的點(diǎn)位進(jìn)行煙霧探測，如果此處的煙霧濃度不夠大，探測器就不會報警。而空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)是根據(jù)采樣的積累提高靈敏度，進(jìn)行火災(zāi)的探測，它通過管網(wǎng)上的采樣點(diǎn)進(jìn)行空氣采樣，即使采樣管安裝在天花板上，突破煙霧分層或稀釋的微量煙霧粒子也可以被捕捉到，探測器對各個采樣點(diǎn)提供的煙霧總量進(jìn)行檢測，從而提供極早期的火災(zāi)探測。

在將采樣點(diǎn)安置在場所內(nèi)高空位置的同時，還可以將采樣點(diǎn)安置在場所內(nèi)冷熱通風(fēng)系統(tǒng)的回風(fēng)格柵處，煙霧會隨空氣流動在回風(fēng)口被探測到。

第三，在遠(yuǎn)離地面的高空對煙霧探測系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)會非常困難

對安裝在高天花板處的傳統(tǒng)煙霧探測器進(jìn)行維護(hù)，需要集合專用的設(shè)備和人員，費(fèi)用高且危險性大。對射式探測器因為在維護(hù)后需要重新進(jìn)行定位調(diào)整，同樣需要很高的費(fèi)用。

我們可以將空氣采樣式煙霧探測器及其采樣探測點(diǎn)安置在容易接近的位置，以便在少數(shù)需要維護(hù)的情況下便于接近設(shè)備。

第四，如何避免誤報

高大開放式空間經(jīng)常使用紅外對射式的煙霧探測器。不幸的是，宣傳品、展品、貨物等會阻擋射線，導(dǎo)致誤報或故障。而空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)則不易產(chǎn)生誤報。

第五，如何保持建筑的外觀

對于體育館、博物館等場所，傳統(tǒng)點(diǎn)式煙霧探測器會損害建筑物的美觀。我們可以采用隱蔽式的采樣管網(wǎng)安裝方式，這樣，建筑物內(nèi)的人們就無法察覺到煙霧探測系統(tǒng)的存在。

第六，如何做到對火災(zāi)的有序響應(yīng)

空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)能夠在0.005%-20%obs/m煙霧濃度范圍內(nèi)提供4級報警，可對應(yīng)不同的響應(yīng)級別，例如，“警告”（級報警）狀態(tài)僅用于召集本地工作人員調(diào)查異常狀況，一旦煙霧繼續(xù)增加，就會達(dá)到“行動”（第二級報警）閾值，這會啟動煙霧控制程序，通過疏散系統(tǒng)啟動報警，并通過傳呼機(jī)或手機(jī)短信向更多的工作人員發(fā)出報警信號。“火警1”（第三級報警）說明火災(zāi)已迫近或已經(jīng)起火，在此階段，建筑內(nèi)的人員已疏散，火災(zāi)報警控制器上的“區(qū)域”已激活，報警信號已傳送到當(dāng)?shù)氐南辣O(jiān)管部門。一旦煙霧濃度充分證明火災(zāi)已開始，就會激發(fā)“火警2”報警閾值，滅火系統(tǒng)也將啟動。

二、空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)在奧林匹克運(yùn)動會體育場館中的應(yīng)用

2000年奧林匹克運(yùn)動會的重要標(biāo)志之一的封閉式多功能賽場——悉尼SuperDome超級體育館。巨大的碗形賽場高度近39米，分為五層，其面積相當(dāng)于8個橄欖球場，是南半球大的室內(nèi)娛樂中心和運(yùn)動場，可容納21000名觀眾。場館的多功能性意味著SuperDome可舉辦搖滾音樂會、室內(nèi)風(fēng)帆運(yùn)動及正式宴會等各類活動。

其中還增設(shè)有大舞廳和體育廳等娛樂場所。這些形式各異的場所以及要求能在8分鐘內(nèi)疏散人員的新標(biāo)準(zhǔn)，就需要對敞露的樓梯間和有限的出口采取不同的火災(zāi)探測和防火措施。

此外，由于被稀釋的原因，探測高大露天場所中的煙霧是很困難的。隨著煙霧從地面火源升起，會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，使煙霧很難到達(dá)天花板。

傳統(tǒng)的防火和生命安全保障措施一直是以法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的。澳大利亞建筑規(guī)范于1997年做了修訂，將性能化設(shè)計寫進(jìn)了導(dǎo)則中。它考慮了建筑技術(shù)方面的發(fā)展及對火災(zāi)特性和人類行為的深入了解。在此基礎(chǔ)上，悉尼Holmes防火與安全公司的董事和專家MarianneFoley博士設(shè)計了一種特殊的系統(tǒng)解決方案，以滿足一系列對消防系統(tǒng)性能的要求。

這一場館的比賽場地面積超過4,300m2，碗形賽場容積超過350,000m3，這些都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了被認(rèn)為滿足法規(guī)所規(guī)定的面積和容積。現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定，這種比賽場館應(yīng)配備噴淋裝置。安裝在屋頂高度的噴淋裝置無法控制地面的火勢。使用噴淋裝置會使煙霧冷卻，使其失去浮力而下降，這樣就會給人員的疏散帶來危險。

在SuperDome超級體育館中采用了性能化設(shè)計的防火方案，使用了澳大利亞VisionFire&Security公司生產(chǎn)的VESDA空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)了： 

1）更大的開放區(qū)域；

2）在計算燃料荷載和燃燒時間的基礎(chǔ)上，降低了起火概率，提高了施工的成本效益；

3）更多的可用空間（減少了過道及出口的寬度）；

4）去掉了賽場的噴淋系統(tǒng)；

5）改善了人員疏散及殘疾人對突發(fā)事件的應(yīng)對措施；

6）提高了環(huán)境的持續(xù)發(fā)展性。

VESDA探測系統(tǒng)是世界一流的空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)，它能夠探測火災(zāi)初期產(chǎn)生的微量煙霧顆粒，對SuperDome超級體育館提供了有效的保護(hù)。

結(jié)語：

對于高大開放空間，空氣采樣式煙霧探測系統(tǒng)是理想的探測系統(tǒng)，它能夠提供極早期報警，為人員的疏散及火災(zāi)處置提供了充足的時間，從而有效地避免由于恐慌所導(dǎo)致的人員傷亡，并保護(hù)高價值的財產(chǎn)不受損失。