极早期空气采样烟雾探测系统在物流仓库的应用

极早期空气采样烟雾探测系统在物流仓库的应用

随着全球经济一体化的发展，促使大量物流集中在若干大型物流中心流动，品种繁多的产品流动，促成了物流中心的发展，也带动大面积物流仓库的诞生。

由于物流仓库现场情况复杂，货物密集叠放、货架列间距较近，货物包装多为易燃物、可燃物存放规模较大，极易发生火情。

在物流仓库内安装空气采样早期烟雾探测系统，在火灾极早期即不可见烟雾阶段，提前探测险情、发出警报，将火灾发生极早期隐患及时消除，使火灾的损失降到最低。

笔者参与了双流航空港物流项目和青白江区物流项目的修建，两地的物流仓库均设置了VESDA空气采样极早期烟雾探测系统。

本文以此为例，介绍空气采样早期烟雾探测系统的特点、采样方式，标准采样方式在物流仓库的应用。

关键词：物流仓库、空气采样、早期烟雾探测、标准采样、施工

一、前言

物流仓库单体面积大，单层空间高，此类高大开放式空间有以下几个特点：

(1)、货物密集叠放，货架列间距较近，着火点通过热能辐射极易引燃相邻货架。

(2)、货物品种多，其中外包装为易燃物，燃点低易着火。

(4)、可燃物存放规模较大，堆放高度集中。

(5)、货物价值高。

一旦发生火灾，经济损失往往十分严重，因此物流仓库是火灾探测的难点和重点。

而传统烟雾探测系统的灵敏度又不够高，除非火势已经非常猛烈，产生了大量的烟雾和热量，否则它无法在此类空间中有效地探测烟雾。此外，由于火灾所产生的烟雾可能随着烟雾的上升而迅速被稀释，同时在仓库中存在的气流和烟雾分层现象也会影响烟雾的扩散，在高度较高的地方，烟雾的浓度会变得相当低，有可能不足以引发点式或对射式烟雾探测器的动作，因此在物流仓库内，传统的烟雾探测器无法达到预警的目的。

为提前感知火灾，一般在物流仓库内设计了空气采样早期烟雾探测系统。在火灾极早期即不可见烟雾阶段，通过主动抽气式空气采样管收集，经探测器分析，可以提前探测险情、发出警报，从而控制火灾的发生和蔓延。

二、空气采样早期烟雾探测系统的简介

火情的发展一般分为四个阶段：不可见烟雾（气溶胶或阴燃）阶段、可见烟雾阶段、可见火光阶段和剧烈燃烧阶段。根据这四个阶段，空气采样早期烟雾探测系统设置四级报警功能，第一级“警觉”，表明系统已经检测出一些异常现象，应当进行检查；第二级“行动”，表明火灾隐患存在，应开始采取措施；第三级“火警1”，表明开始燃烧；第四级“火警2”，表明火警已处于热辐射阶段。如图1所示。

图1 火灾发展的四个阶段及探测

由此可见，空气采样早期烟雾探测系统的四级报警覆盖了火灾发生的各个阶段，即发热、冒烟、燃烧和高温。传统的火灾报警系统通常是在可见烟雾阶段才能探测到烟雾，发出警报，此时火情所造成的经济财产损失已不可避免，而空气采样早期烟雾探测系统可以在非常早的阶段即可发现火灾前兆。

三、空气采样早期烟雾探测系统的特点

1、极早期预警。

空气采样早期烟雾探测系统比一般火灾报警系统可早报警几个小时。

2、安装方便。

灵活布管、主动采样，可突破气流、气层屏障，不为环境的空调设施、高度、广度所限制。

3、灵敏度高。

比传统的点式探测器高1000倍，对绝大多数物质燃烧所产生的烟雾都一样的敏感。此外，报警阈值可根据保护区的具体情况，进行调节。

4、主动、连续抽取空气样品进行探测。

5、误报率低。

双重过滤器，消除灰尘影响以及具备环境自动测试功能。

6、采用模块化设计，具有智能和组网功能。

7、抗干扰能力强。

8、多点采样形式。

9、消防联动控制。

空气采样早期烟雾探测系统所带的继电器可以实现与火灾报警设备、故障报警设备、灭火设施等联动控制，也可以通过开放协议的接口设备与传统报警系统连接。

10、具有完善的软件系统。

通过管理软件可对所有在同一系统网络上的探测器进行操作、编程、维护和调试；利用验算软件简化并优化采样管网的设计。

11、安装调试简便，维护量小。

12、应用广泛。

对环境适应性强，可以在各种恶劣环境下使用。

四、空气采样早期烟雾探测系统的采样方式

空气采样早期烟雾报警系统管网有三种采样方式：标准管道采样、毛细管采样、回风采样，各种采样方式有不同的应用特点。

笔者所参与的物流仓库项目中每个仓库内设置了四台烟感探测器，探测器间用环网线连接，通过模块接入传统的火灾自动报警系统。

五、空气采样早期烟雾探测系统的施工

1、空气采样烟雾探测系统施工的一般要求

(1)、系统施工前，应具备采样管网及设备布置平面图、系统图、接线图以及其它必要的技术文件。

(2)、系统施工应严格按经过政府相关部门审批后的设计图纸进行，不得随意更改。

(3)、系统施工的过程中，施工单位应做好施工（包括隐蔽工程验收）、检验（包括绝缘电阻、接地电阻）、调试、设计变更等相关记录。

(4)、系统必须由具有相应资质的专业施工队伍施工。

2、空气采样管的施工

(1)、系统的采样管及其配件如：采样头、弯管、采样管连接件、三通、末端帽、采样支管等材料，可使用镀锌管、铜管、PVC、ABS塑料管等。当采用PVC或ABS管时应选用难燃材料。

(2)、采样管的外径应为25mm，内径应为21mm。

(3)、在设计图纸指定的地方，预先钻好采样孔。采样孔的直径一般为2~4mm，每个采样孔均应有明显的标识，将采样点标识贴在采样管上，并使其中心孔对准采样孔。

(4)、标准采样的方式下，末端帽应开末端孔，孔径为3~6mm。

(5)、采样孔钻好后应清除每个采样孔的毛刺，确保管子每一部分光滑。同时还要检查管道内表面，清除钻孔时产生的碎屑，采样孔不应设在采样管的连接部位。如果孔径不相同，应通过验算软件予以调整，以修正相应设计。

(6)、采样管网中的弯头、直连、三通、末端帽等管件应与管路连接紧密，每个接头处用专用粘结剂密封，防止漏风。采样管与探测器之间的连接处不得使用胶水粘接。

为了保持采样管道系统在安装与测试阶段易于变化调整，建议在系统检测结束并最后确定成型后，再密封或永久性粘接管道接口。

(7)、对于长度在20m以内的悬空采样管，应加装金属吊杆固定。对于超过20m的悬空采样管，或天花板不平整时，应加装金属水平支架，并将采样管可靠地固定在支架上。

(8)、采样管在安装前应清理管内杂物。

(9)、采样管弯头的曲率半径应在40mm至200mm之间。不得强行扭曲采样管，来改变管道的方向。

(10)、采样孔的设置位置，应符合下列规定：

A、采样孔至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m；

B、采样空周围0.5m内，不应有遮挡物；

C、当梁突出顶棚的高度超过600mm时，每个梁间区域至少应设置一个采样孔，当梁突出顶棚的高度小于200mm时，可不计梁的影响。

(11)、从探测器起逐段安装采样管，管夹要卡紧。每隔1.5米或更短距离应采用管卡固定，管道弯头应使用圆弧型弯头，不得采用直角弯头，采样孔的开孔方向应垂直面对气流及烟雾运动的方向。

(12)、接到一个探测器上采样管道总长不得超过200m，每根管子的长度不超过100m，采样孔总数不宜超过100个，单管上的采样孔数量不宜超过25个。如超过此数值，应进行特别验算和测试，以保证空气传输时间不超过120S，报警响应时间不应大于60S。

3、空气采样早期烟雾探测器的安装

(1)、探测器在安装前，应对其主要功能进行测试，合格后方可安装。

(2)、探测器安装方向：探测器的安装有两种方位，正向安装和反向安装，该物流仓库项目是正向安装，即是空气采样管从右上端接入。

(3)、去除穿线孔上的金属片

必须除去穿线孔上的金属片，以便将电缆引到探测器中。将探测器置于结实的平面上，用螺丝刀或打孔钉顶在要除去的金属片边缘上，用螺丝刀摇动金属片，直至使其松动、脱去为止。

(4)、探测器安装

探测器部件从正面安装和操作，既可使用托架进行安装，也可直接安装在墙上。

探测器为壁挂安装时，其底边距地面高度应为1.5m。

探测器应安装牢固，不得倾斜。当安装在轻质墙上时，应采取加固措施。

(5)、连接空气管道

A、除去空气采样管端口的棱角，管口要圆滑；

B、利用吸尘器对管网内部进行彻底清洗，确保空气采样管内无杂物；

C、采样管插入探测器管道汇流器入口，采样管应插到进气管中深度约10mm～12mm。

(5)、连接电缆线的终端

A、将电缆线剪到需要的长度，削去端头的绝缘层，并使用25mm 的电缆衬片将接头备好；然后将电缆接到安装盒的终端卡上，最后将电缆线用电缆专用带系好。

B、引入探测器的电缆或导线，应符合下列要求；

每个探测器出厂时已装有连接“net A”和“net A”终端的电线。对于单一探测器系统不能除去这些线，否则系统故障灯和网络故障灯会亮，而且探测器将报告故障。

B、多探测器系统的连接（如图2）

1)、取出连接“net A”和“net A”的RS-485对绞电缆，拉开任何一个net螺钉终端。

2)、将对绞电缆中的三根线插入net接线器，拧紧接线器的螺钉，以确保电线安装到位。

3)、对其它的net螺钉终端重复以上操作步骤。

(8)、与传统火灾自动报警系统的连接

空气采用烟雾探测系统与传统火灾自动报警系统的连接有多种方式，施工时具体以设计和产品为准。主要有以下四种连接方式：第一种方式：布置在现场的所有早期报警探测器通过两芯屏蔽信号线连接成闭环网路，由布置在消防控制中心的19英寸远程机架上的显示模块和编程模块进行显示和编程。

利用布置在消防控制中心的显示模块背面的继电器卡上的7个可

编程继电器，向传统火灾报警主机提供相应的4级报警信号及故障型号，再由传统火灾报警系统的输入模块接收后，传送到传统火灾报警主机。

第二种方式：布置在现场的所有早期报警探测器通过两芯屏蔽信号线连接成闭环网路，由布置在消防控制中心的监控主机进行显示和编程。

利用布置在现场探测器上的继电器卡上的7个可编程继电器箱传

统火灾报警主机提供相应的4级报警信号及故障型号，再由传统火灾报警系统的输入模块接收后，传送到传统火灾报警主机。

第三种方式：布置在现场的所有早期探测器通过报警总线接入传统报警系统，由布置在消防控制中心的报警控制盘进行显示和编程。

第四种方式：布置在现场的所有早期探测器通过两芯屏蔽信号线连接成闭环网路，由布置在消防控制中心的报警控制盘进行显示和编程。

六、空气采样早期烟雾探测系统的调试

1、调试前准备

(1)、系统调试应在建筑内部装修和系统安装结束后进行。调试负责人必须有具有资质的专业技术人员担任。

(2)、系统调试前应按设计要求查验设备规格、型号、数量等。

(3)、应对每一台探测器进行通电检查，确认其各部件工作正常后，方可进行系统调试。

(4)、对于施工中出现的问题，应会同有关单位协商解决，并有文字记录。

(5)、检查系统线路时，对于错接、开路、虚焊和短路等应进行处理。

2、系统通电

观察探测器、显示器及编程器是否工作正常，开始通常会出现如气流故障等，此属于正常现象，因为系统还未适应该环境，调试中会自动修正。若系统不能通电，应检查系统予以排除。

3、系统设置

使用编程器或计算机对系统下列参数进行设定：

A、对探测器的烟雾报警阈值及延时参数、气流报警阈值及延时参数进行设定；

B、设定抽气泵转速，预设3600转/分，以后根据仿真软件的其他设定做进一步调整。

C、同时要给系统中的所有部件同时设定正确的日期和时间。

D、对系统中的所有探测器、显示器等设置区域号、区域名称及安装位置的设定。

E、需要进行自动记录的事件项目。

F、继电器的联动输出。

G、其他参数根据产品的功能设定。

2、调试的方法

(1)、从每根采样管的任意采样孔引入烟雾，报警器应有相应的报警指示。

(2)、从采样管末端（最不利处）的采样孔引入烟雾，每个探测区域的最大允许烟雾传输时间不应超过120S。

(3)、应对吸气泵烟雾探测报警器及集中显示装置进行预/火警报警功能、系统故障报警功能、气流故障报警功能、指示灯自检功能、复位功能、消音功能及报警隔离功能测试。

(4)、应对吸气式烟雾探测器的集中显示和控制装置进行功能测试，包括：预/火警报警功能、系统故障报警功能、气流故障报警功能、消防报警控制器指示灯测试功能、系统复位功能、消防报警控制器静音功能及报警隔离功能。

(5)、应对连接在系统中的所有报警输出装置，如警铃、闪灯、声光报警器等进行联动功能测试。

七、空气采样早期烟雾探测系统的验收

1、空气采样早期烟雾探测火灾报警系统的竣工验收，应符合现行国家标准《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-2007的相关规定。

2、系统竣工验收，应经有资格的专业检测机构消检合格后，由建设单位组织，设计、施工、监理、调试单位参加，共同进行；未通过验收，不得投入使用。

3、系统验收前，施工单位应向建设单位提交相关技术文件。

八、结束语

物流仓库消防安全贵在“预防为主”，空气采样早期烟雾探测系统是理想的火灾预警系统，它能够提供极早期的报警，为人员的疏散及火灾处置提供了充足的时间，从而有效地避免因恐慌所导致的人员伤亡以及最大有效地降低财产的损失。

参考文献

(1)、GB 50116-2008火灾自动报警系统设计规范

(2)、GB50166-2007火灾自动报警系统施工及验收规范

(3)、03X502空气采样早期烟雾探测系统国标图集

(4)、广东省《DBJ15-48-2005吸气式感烟火灾探测报警系统设计、施工及验收规范》