浅谈智能建筑中火灾探测器运用

1 前言

火灾自动报警及其联动系统作为火灾的先期预报，对火灾的及时扑灭，保障人民群众生命和财产的安全起着不可替代的作用，同时也是智能化建筑中一个不可缺少的重要组成部分,如何使火灾报警系统能稳定、可靠的运行成为人们关心的问题。而火灾探测器是火灾自动报警与联动系统最基本和最关键的部件之一，所以正确选择火灾探测器的类型和布置火灾探测器的位置，确定探测器的数量非常关键。

2 火灾探测器

2.1 火灾探测器简介

火灾探测器是火灾探测系统最重要的组成部分之一,它至少含有一个能连续或以一定频率周期探测物质燃烧过程中所产生的各种物理、化学现象的传感器,并且至少能向控制和指示设备提供一个适合的信号。其基本功能就是对物质燃烧过程中产生的各种气、烟、热、光(火焰)等表征火灾信号的物理、化学参量做出有效响应,并转化为计算机可接收的电信号,供计算机分析处理。火灾探测器一般由敏感元件 传感器、处理单元和判断及指示电路组成,其中敏感元件 传感器可以对一个或几个火灾参量起监视作用,做出有效响应,然后经过电子或机械方式进行处理,并转化为电信号。

2.2 火灾探测器的分类比较

火灾探测器的比较根据火灾中发生的现象,人们已经利用了数十种物理转换效应作为火灾探测原理,并研制开发出相应的火灾探测器。这些火灾探测器可分为:气敏型、感温型、感烟型、感光型、感声型5大类, 感烟探测器可分为离子型、光电型、激光型和红外线束型四种。感温探测器根据其感热效果和结构型式可分为定温式、差温式及差定温式三种。目前,大多数消防系统中使用的是离子感烟探测器、光电感烟探测器及感温探测器。探测器又可根据物理效应的不同而形成7大类型。

2.2.1 火焰探测器只适合火灾时有强烈的火焰辐射、无阻燃阶段且需要对火焰作出快速反应的场合。不宜用于火焰出现前有浓烟扩散或有阳光和其它光源直射的地方。

2.2.2 感烟探测器主要响应燃烧或热解产生的固体、液体微粒即烟雾粒子,主要用来探测可见或不可见的燃烧产物及起火速度缓慢的初期火灾，适用于火灾的前期及早期,产生大量的烟和少量的热,很少或没有火焰辐射,且其安装高度在20ｍ以下的场合。

（1）离子型主要是利用烟雾粒子改变电离室电流原理而设计的,探测器内部装有а放射源的电离室为传感器件

（2）光电型主要是应用烟雾粒子对光线产生散射及折射、吸收或遮挡的原理而设计,有减光型和散射型,探测器内部有光学系统和红外线光源作探测器件

（3）红外光束型应用烟雾粒子吸收或散射红外光束的原理而设计,主要包括一个光源,一套光线照准装置和一个接收装置

2.2.3 感温探测器主要是利用热敏元件来探测火灾。在火灾初始阶段,除有大量烟雾产生外,物质在燃烧过程中会释放出大量的热量,周围环境温度急剧上升。该种类探测器中热敏元件的阻值随温差发生变化,从而将温度信号转变成电信号,并进行报警处理。

2.2.4 气体探测器适用于散发可燃气体和可燃蒸气的场所。。

2.2.5 静电探测器是依据高温下的微粒带有电荷的原理,探测烟雾中的电荷微粒。但易受高湿度环境及静电而发生误报警。

2.2.6 热像仪的图象探测器,其红外摄像头接收物体表面发射的红外能量并将其转换成电信号,然后由图像处理器将电信号转换成数字信号予以存储并在显示器上显示出来。根据早期火灾发展过程中火焰形状或烟雾形状不断扩大变化的特征,对烟雾的颜色和边缘或火焰辐射能量加以识别,从而判断是否发生火灾。图象探测器可以在大空间、大面积、多粉尘、高湿度及室外环境中使用,可对火灾现象中的图象信息作出快速反应并提供直观的火灾信息。烟雾图象探测器对不规则物体或相似色可能产生误报警;而火焰图象探测器则对高温物体或太阳光照射可能产生误报警。

2.2.7 声音探测器是对火灾时燃烧产生的声音进行探测,探测时需要对燃烧音和背景噪音施行有效分离。当生活、生产噪音过大时会造成误报警。因此,声音探测器不宜用于人员密集的场所。

2.3 新型火灾探测器

2.3.1 线型光束图像感烟火灾探测器：又称光截面火灾探测器,是一种智能型感烟探测器,由图像感烟发射器和图像感烟接收器两个部分(简称发射器和接收器)配套使用,具有分辨发射光源与干扰光源的能力,适用于大空间和其他特殊空间进行感烟火灾探测。

2.3.2 高灵敏度吸气型感烟火灾探测器：探测方式改被动等烟为主动吸气,其探测灵敏度是普通感烟探测系统的几百倍,设备主要由抽取空气样本的管道网络、抽气风扇、管道空气流速控制模块、烟粒子计数检测室组成。

2.3.3 双波段火灾探测器：通过对火灾的热、色、形、光谱及运动特性的研究,采用了图像处理、计算机视觉、人工智能等多项高新技术,将采集到的红外视频图像信号 彩图像信号传送给处理机,使火灾探测和图像监控有机结合,解决了大空间建筑火灾中普遍存在的误报、漏报和延迟报警等技术难题。

2.3.4 线型定温火灾探测器：由两根弹性钢丝分别包敷热敏材料,绞对成型,绕包带再加外护套而制成。可广泛应用于多种特殊场所,尤其在潮湿、粉尘等其它火灾探测器不能适应的恶劣环境下,更具有其可靠独特的优越性。

2.3.5 光纤感温火灾探测器:应用大功率激光传导和耦合、光纤传感、微弱信号检测及计算机信息处理技术,采用特种感温光缆,该探测器应用拉曼散射原理和双通道信号解调技术实现探测器分布空间温度场实时快速监测,保证了测温准确性;利用光时域反射技术实现了温场的空间定位测量;并与现代火灾探测报警相结合,实现了对长距离连续温场的实时动态监测和火警技术相结合,实现了对其状态的可靠识别,有效地提高了对地下及大空间建筑火灾的探测预报能力,并具有防爆、防腐蚀、抗电磁干扰等优点。

2.3.6 气、烟、温复合探测器:灵敏度高、安全可靠、无误报、能准确探测到家庭煤气泄漏以及危害人体健康的ＣＯ浓度含量,这种探测器是集气、烟、温三元素复合火灾探测新技术于一体的高性能火灾探测报警器,可提高火灾探测性能,扩展火灾探测范围,能极大地提高探测的灵敏度

2.4 火灾探测器的选用

2.4.1 根据不同房间的高度确定:在8ｍ及其以下的房间通常使用感温探测器,在12ｍ及其以下的房间使用感烟探测器;在20ｍ及其以下的房间使用火焰探测器。

2.4.2 根据不同使用环境确定:

（1）湿度大于95%,无烟火灾,有大量粉尘或在正常情况下有烟和蒸汽滞留的场所,如厨房、锅炉房电机房、吸烟室等宜选用感温探测器。

（2）有电气火灾危险的场所、楼梯、走道、电梯机房,书库、电子计算机房、通讯机房、电影院、办公楼、教学楼、饭店以及可产生阻燃或发生不及早报警将造成重大损失等场所宜选用感烟探测器。

（3）在火灾时有强烈的火焰辐射,无阻燃阶段的火灾(如液体燃烧火灾等)或需要对火焰做出快速反应等场所宜选用火焰探测器。

（4）在使用管道煤气或其它可散发可燃气体和可燃蒸汽等场所宜使用气体探器。

3 设计中注意的问题

探测器是消防自动报警的眼睛,它将火灾信号快速传到报警控制器,发出警报信号。在设计时除按照《火灾自动报警系统设计规范》的规定外,还须着重考虑以下方面：

3.1 设计中尽可能选用光电感烟探测器,不用或少用污染环境的离子感烟探测器(欧洲国家已禁用)。

3.2 探测器与控制器选用同一个生产厂家的产品。

3.3 选用经国家检测部门鉴定合格的产品,尤其要重视用户的质量反馈意见。

3.4 对于标准层高的高层建筑,宜选用智能型探测器。除保证其常规功能外,该类探测器能随环境条件变化自动调整、保持恒定的灵敏度,还可根据不同时间、不同功能部位设定不同的灵敏度等。