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常見的高大開放式空間包括體育館、博物館、會(huì)展中心、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施、機(jī)場(chǎng)航站樓、火車站以及大型的酒店、購(gòu)物中心、辦公樓等。這些場(chǎng)所空間大、屋頂高、占地面積廣，是火災(zāi)探測(cè)的難點(diǎn)地區(qū)。而且，此類場(chǎng)所人員密集，財(cái)產(chǎn)價(jià)值昂貴，若出現(xiàn)火情，則極易發(fā)生傷亡事故和財(cái)產(chǎn)損失。所以非常需要性能卓越的、尖端的火災(zāi)探測(cè)方法。

傳統(tǒng)煙霧探測(cè)系統(tǒng)的靈敏度不夠高，除非火勢(shì)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(cè)煙霧。此外，由于煙霧上升過程中氣流會(huì)使之飄散，在高大開放式空間中，傳統(tǒng)煙霧探測(cè)器的尋址功能已變得毫無意義。空氣采樣式煙霧探測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)為這類場(chǎng)所的火災(zāi)探測(cè)帶來了希望。

一、對(duì)于高大開放式空間，煙霧探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)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(gè)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(cè)器的位置。這在高大空間中是常見的現(xiàn)象。而我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，點(diǎn)式探測(cè)器的安裝高度不得超過12米，對(duì)射式探測(cè)器的安裝高度不得超過20米。這樣一來，這些傳統(tǒng)探測(cè)器就無法在此類場(chǎng)所安裝使用。而新修訂的《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50166-200X）中規(guī)定，高靈敏度的空氣采樣式煙霧探測(cè)器可以安裝在16米以上的任何高度。因?yàn)榭諝獠蓸邮綗熿F探測(cè)系統(tǒng)是通過管網(wǎng)進(jìn)行主動(dòng)采樣，可以將采樣點(diǎn)置于建筑物內(nèi)有效的煙霧探測(cè)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(duì)火災(zāi)探測(cè)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(gè)火災(zāi)探測(cè)的制約因素。根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的控制要求以及對(duì)其安裝高度（距地面高度）的設(shè)計(jì)要求，煙霧及火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)需要考慮多種因素。

其次，需要克服煙霧稀釋的影響

因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)的混合作用，高大開放式空間中的煙霧會(huì)在流動(dòng)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(cè)器是至關(guān)重要的。即使是此類環(huán)境中經(jīng)常使用的對(duì)射式探測(cè)器或視頻探測(cè)器，相對(duì)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(cè)到火災(zāi)的存在。

點(diǎn)式探測(cè)器是在區(qū)域中單一的點(diǎn)位進(jìn)行煙霧探測(cè)，如果此處的煙霧濃度不夠大，探測(cè)器就不會(huì)報(bào)警。而空氣采樣式煙霧探測(cè)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(cè)，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(cè)器對(duì)各個(gè)采樣點(diǎn)提供的煙霧總量進(jìn)行檢測(cè)，從而提供極早期的火災(zāi)探測(cè)。

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

第三，在遠(yuǎn)離地面的高空對(duì)煙霧探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)會(huì)非常困難

對(duì)安裝在高天花板處的傳統(tǒng)煙霧探測(cè)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(xiǎn)性大。對(duì)射式探測(cè)器因?yàn)樵诰S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(cè)器及其采樣探測(cè)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(bào)

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

第五，如何保持建筑的外觀

對(duì)于體育館、博物館等場(chǎng)所，傳統(tǒng)點(diǎn)式煙霧探測(cè)器會(huì)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(cè)系統(tǒng)的存在。

第六，如何做到對(duì)火災(zāi)的有序響應(yīng)

空氣采樣式煙霧探測(cè)系統(tǒng)能夠在0.005%-20%obs/m煙霧濃度范圍內(nèi)提供4級(jí)報(bào)警，可對(duì)應(yīng)不同的響應(yīng)級(jí)別，例如，“警告”（級(jí)報(bào)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(huì)達(dá)到“行動(dòng)”（第二級(jí)報(bào)警）閾值，這會(huì)啟動(dòng)煙霧控制程序，通過疏散系統(tǒng)啟動(dòng)報(bào)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(bào)警信號(hào)。“火警1”（第三級(jí)報(bào)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(bào)警控制器上的“區(qū)域”已激活，報(bào)警信號(hào)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(huì)激發(fā)“火警2”報(bào)警閾值，滅火系統(tǒng)也將啟動(dòng)。

二、空氣采樣式煙霧探測(cè)系統(tǒng)在奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)體育場(chǎng)館中的應(yīng)用

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

其中還增設(shè)有大舞廳和體育廳等娛樂場(chǎng)所。這些形式各異的場(chǎng)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(duì)敞露的樓梯間和有限的出口采取不同的火災(zāi)探測(cè)和防火措施。

此外，由于被稀釋的原因，探測(cè)高大露天場(chǎng)所中的煙霧是很困難的。隨著煙霧從地面火源升起，會(huì)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(jì)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(duì)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(jì)了一種特殊的系統(tǒng)解決方案，以滿足一系列對(duì)消防系統(tǒng)性能的要求。

這一場(chǎng)館的比賽場(chǎng)地面積超過4,300m2，碗形賽場(chǎng)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(chǎng)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(shì)。使用噴淋裝置會(huì)使煙霧冷卻，使其失去浮力而下降，這樣就會(huì)給人員的疏散帶來危險(xiǎn)。

在SuperDome超級(jí)體育館中采用了性能化設(shè)計(jì)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(cè)系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)了： 

1）更大的開放區(qū)域；

2）在計(jì)算燃料荷載和燃燒時(shí)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(chǎng)的噴淋系統(tǒng)；

5）改善了人員疏散及殘疾人對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)措施；

6）提高了環(huán)境的持續(xù)發(fā)展性。

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

結(jié)語：

對(duì)于高大開放空間，空氣采樣式煙霧探測(cè)系統(tǒng)是理想的探測(cè)系統(tǒng)，它能夠提供極早期報(bào)警，為人員的疏散及火災(zāi)處置提供了充足的時(shí)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(jià)值的財(cái)產(chǎn)不受損失。