新《火灾自动报警系统设计规范》对极早期火灾报警系统的影响
极早期空气采样烟雾探测系统又叫吸气式感烟火灾探测器，2013年10月中华人民共和国住房和城乡建设部公告第149号发布了关于国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的公告，批准《火灾自动报警系统设计规范》为国家标准，编号为GB50116-2013，自2014年5月1日起实施。此公告宣告陪伴我们多年的GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》将要废止,GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》在探测器选择方面除了感烟探测器、感温探测器、缆式感温探测器和线型感烟探测器外，新增了光纤光栅测温系统、火焰探测器、图像型探测器、一氧化碳火灾探测器、吸气式感烟火灾探测器选用规定等等。突出在特定场合选择合适的探测器更能有利于火灾的探测。
根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）,下列场所宜选择吸气式感烟火灾探测器（极早期空气采样烟雾探测系统):
1、具有高速气流的场所；
2、点型感烟、感温火灾探测器不适宜的大空间、舞台上方、建筑高度超过12m或有特殊要求的场所；
3、低温场所；
4、需要进行隐蔽探测的场所；
5、需要进行火灾早期探测的重要场所；
6、人员不宜进入的场所。
并在“6.2火灾探测器的设置中”增加了光纤光栅、吸气式感烟火灾探测器的设置规定。高灵敏度吸气式火灾探测器作为解决高大空间火灾报警的设备在大空间场所（如古建筑、体育场、仓库）已得到了比较广泛的应用。本文结合设计，对空气采样式极早期火灾报警系统的合理应用进行探讨。
一．空气采样式极早期火灾报警系统
简介
空气采样式极早期火灾报警系统包括探测器和采样管。探测器由吸气泵、云雾室、LED探测腔、控制电路、显示模块和编程模块组成，如图1所示。
图1 探测器原理框图
吸气泵通过PVC管或其他所组成的采样管网，从被保护区内连续采集空气样品，经过云雾室组件把燃烧热释粒子和烟雾灰尘等形成雾状小水滴，在探测腔内利用LED照射空气样品。通过测量雾状小水滴数量分析处理，接收器将光信号转换为电信号后送到探测器的控制电路，信号经处理后转换为粒子数浓度值，该数值以数字和可视发光条的方式显示在显示模块上，指示被保护区域的浓度，并根据粒子浓度以及预设的报警阙值，产生一个合适的输出信号。
一般空气采样式极早期火灾报警系统具有四级报警输出。第一级“警觉”，表明系统己经检测出一些异常现象，应当进行检查;第二级“行动”，表明有火灾隐患存在，应该采取措施;第三级“火警1"，表示开始燃烧;第四级“火警2"，表示处于热辐射阶段。空气采样式极早期火灾报警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，如图2所示。空气采样式极早期火灾报警系统的灵敏度非常高，其在火灾初期的报警时间比传统的火灾探测系统提前很多，即可在火灾发生初期进行报警，达到提早消除火灾隐患，使火灾的损失降低到最小，将生命财产和建筑物从火灾的威肋、中解救出来。
图2 各类火灾探测器灵敏度
二.系统应用
某大空间洁净厂房净高15m，厂房洁净度为100万级，空调为上出风，下回风。无法使用传统的点式感烟探测器，车间内有吊车，吊车移动可能会遮挡，不适于采用红外对射探测器。综合考虑下来，设计采用空气采样式极早期火灾报警系统，在厂房吊顶内和回风道内回风口处设置采样管，对厂房内的空气进行采样如图3所示。
图3 厂房内的空气进行采样
在厂房吊顶内采用毛细管采样方式，如图4所示。由于生产工艺要求，生产产品的不连续性，在不生产时，为了节能，空调停止运行。因此，设计时，不仅要考虑在回风道内安装空气采样管，而且需在吊顶内设置空气采样管，以便在各个工况下均能有效地保护厂房的安全。
图4 毛细管采样示意图
在洁净厂房的消防工程中，由于洁净厂房通风系统的气流运动高速，一方面使烟雾大幅度稀释，难以达到传统的烟雾探测设备的报警阈值;另一方面，循环气体有时也会使烟雾难以达到探测器的安装位置，造成报警延误或漏报。在设计中采用空气采样管置于回风管回风夹道内，就可避免了上述问题，由于在实际应用中起到了很好的效果。由于空气采样式极早期火灾报警系统，可以在火灾第一阶段，没有产生可见烟雾的发热阶段提前报警，而不像传统式的感烟探测器要在产生一定的可见烟雾后才能发出报警。由此，可以在极早的阶段发现火灾征兆，为扑灭火灾赢得宝贵的时间。
3系统适用范围
在消防工程中，空气采样式极早期火灾报警系统不仅适用于大空间洁净厂房工程，还适用于以下场所:
(1)点式感烟、感温火灾探测器不适合的大空间库房，建筑高度超过12m的房间或有特殊要求的场所。
(2)低温场所，例如冷库等。(3)对火灾要求及时发现的场所，例如通信和金融行业的重要机房、计算机房等。
(4)具有较强的电磁辐射和有核辐射等容易引起其他探测器误报的场所，可以将采样管改用铜质，以避免塑料管的老化。由于采用空气采样式极早期火灾报警系统所有的电子元件设于探测器的机壳内，而探测器设于辐射场之外，现场采样通过采样孔和采样管获取空气采样，无电器元件，因而不受现场的电磁干扰。
4选择原则和设置要求
(1)根据DG/TJ082048-2008《民用建筑电气防火设计规程》，对空气采样早期探测报警系统的选择原则进行介绍。
空气采样探测报警系统可用于火灾初期产生烟雾，需要早期和极早期火灾探测的场所。空气采样烟雾探测报警系统的保护对象应根据其使用性质、重要程度、火灾危害性、疏散和扑救难度等分为以下类别:
①A类如电信机房、数据中心、信息中心等。
②B类如重要的计算机房、微波站、博物馆、图书馆、资料、档案馆，以及环境复杂、人员疏散困难的超大空间等。
③C类如腐蚀性和有毒危险物品库房、医院的手术室、扫描室、核磁共振室、地铁大厅、体育馆、会展中心、高架物品库等。
在工程设计中，首先要根据保护对象的使用性质，重要程度选择合适的探测报警装置。
(2)空气采样报警系统的设置要求如下:①非高灵敏度的空气采样报警系统的采样管网安装高度不应超过16m，高灵敏度的空气采样报警系统的采样管网安装高度应超过16m。
②对于可能存在烟雾分层的高大空间或安装高度超过27m时，应在多个高度进行采样。可采取在多个水平高度布置采样管网，或在顶部布置一层水平采样管网的同时，再向下垂直布置纵向采样管网。
③一台探测器的采样管总长不宜超过200m，单管长度不宜超过100m。采样孔总数不宜超过100个，单管上的采样孔不宜超过25个。要取得最好的性能，必须尽可能设计使用多根较短的采样管，而不是一根较长的采样管。这样可以缩短气泵从采样管最远端抽取空气样本至探测器的气流传输时间。④在烟雾最有可能经过的途径(如回风格栅口、回风廊道)布置采样点，是极早报警的有效方法。
(3)采样管的设置要求如下:
①采样管最远距墙的距离不应大于采样管间距的一半，采样管的间距不宜小于采样孔的间距。
②采样管布置在地板下方且气流方向是由上而下时，应根据地板的高度、气流的方向和地板孔的位置调整采样管。
③当管道布置形式为垂直采样时，采样孔间距不应大于3m。
④当管道布置为毛细管采样方式时，毛细管长度最长不宜超过4m。
(4)采样孔的设计应符合下列规定:
①采样孔至墙壁、梁边的水平距离，不应小于0.5m。
②采样孔周围0.5m内不应有遮挡物。
③采样孔至空调送风口边的水平距离，不应小于1m;至多孔送风顶棚孔口的水平距离，不应小于0.3m。
④在走道的顶棚上设置采样孔时，宜居中布置采样孔。采样孔距端头墙的距离，不应大于采样孔安装间距的一半。
⑤当梁凸出顶棚的高度超过600mm时，每个梁间区域至少应设置一个采样孔;当梁凸出顶棚的高度小于600mm时，可不计梁影响。
⑥对于吊顶下安装的采样管，当吊顶至地板高度小于4m时，宜贴着吊顶安装采样管。吊顶至地板高度为4～20m时，采样孔与顶的距离不应大于600mm。若该建筑有明显的热屏障现象时，亦可依屋顶结构适当调整该距离，或进行不同高度的采样。
5.结束语
空气采样报警器在实际应用中，不仅可以作为一个独立的火灾报警装置，也可以与其他探测器一起组成火灾报警系统。布置在现场的空气采样报警器可以通过报警总线方式接入火灾自动报警系统。因此，传统的火灾自动报警系统应是开放型、兼容型的。只有这样，才能更加全面、及时、有效地预防火灾的发生。
