鐘世權(quán)， 周小蔚， 申雨佳

(廣東省建筑設(shè)計研究院，廣州 510010)

0 概述

廣州白云國際機(jī)場二號航站樓包括主樓及東五、東六指廊和西五、西六指廊及北指廊，總建筑面積約65.8萬m2。本項目2012年3月正式啟動初步設(shè)計，2013年3月通過民航總局組織的初步設(shè)計評審，2013年11月底完成第一版施工圖設(shè)計，同時進(jìn)行土建招標(biāo)并開始施工，2014年5月通過公安部組織的消防評審會，2014年12月完成第一版裝修施工圖設(shè)計。

本項目在設(shè)計過程中恰逢GB 50116-2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱“《火規(guī)》”)的頒布實施。本項目中有大量高度>12m的空間，包括主樓三層辦票大廳安檢大廳、聯(lián)檢大廳及各指廊候機(jī)大廳等，對于這些高大空間來說，如何選擇并設(shè)置火災(zāi)探測器是本項目火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計的重點與難點。下面根據(jù)新規(guī)范要求，結(jié)合本項目實際情況探討高大空間火災(zāi)探測器的選型與設(shè)置原則。

1 規(guī)范要求

根據(jù)《火規(guī)》中“高度大于12m的空間場所”，火災(zāi)探測器設(shè)置要求如下。

(1)宜同時選擇兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器。

(2)線型光束感煙火災(zāi)探測器、管路吸氣式感煙火災(zāi)探測器或圖像型感煙火災(zāi)探測器，適用于火災(zāi)初期產(chǎn)生大量煙的場所。

(3)當(dāng)使用線型光束感煙火災(zāi)探測器時，探測器應(yīng)在建筑頂部設(shè)置，且宜分層網(wǎng)狀設(shè)置；高度≤16m時在6～7m處宜增設(shè)一層；高度大于16m 小于等于26m 時在6～7m和11～12m處各增設(shè)一層。

2 各種火災(zāi)探測器的比較

對于高大公共空間的火災(zāi)報警探測，目前國內(nèi)可選擇的技術(shù)成熟的火災(zāi)探測器包括吸氣式感煙探測器(空氣采樣探測器)、線型光束感煙探測器(紅外對射式火災(zāi)探測器)、光截面圖像火災(zāi)探測器、雙鑒式成像感煙探測器四種類型。其特性比較表如表1所示。

2.1 空氣采樣火災(zāi)探測器

該探測器的優(yōu)點是：靈敏度高、可實現(xiàn)火災(zāi)極早期報警，調(diào)試工作量不大，特定環(huán)境下穩(wěn)定性高，應(yīng)用案例較多。

其缺點主要有：(1)由于其安裝方式為頂棚安裝，且公共建筑高大空間中只能在頂棚內(nèi)安裝，因此吸氣管會受熱障效應(yīng)影響以致于無法正常工作。(2)大型公共建筑人流量大、室內(nèi)外空氣長時間對流，且公共區(qū)域商業(yè)業(yè)態(tài)經(jīng)常調(diào)整裝修，造成空氣中經(jīng)常存在大顆?；覊m，從而容易造成采樣孔和過濾網(wǎng)堵塞，因此產(chǎn)生漏報而造成嚴(yán)重的損失。(3)探測器與采樣管直接連接，采樣管長度不能超過100m，對大型公共建筑高大空間(四周大多為幕墻)來說，尋找適合安裝探測器且方便維護(hù)的位置特別困難。(4)采樣管數(shù)量多、系統(tǒng)施工難度大，日常維護(hù)工作量大。(5)大空間高度大部分超過16m時，延長頂棚下方空氣采樣管吸入煙氣的時間，相當(dāng)于降低了探測器的靈敏度。

綜上，空氣采樣感煙火災(zāi)探測器適用于潔凈場所，但并不適合在航站樓這種人流多、與室外空氣對流大、結(jié)構(gòu)跨度大且四周大多為幕墻的高大公共空間使用。該探測器在白云機(jī)場一號航站樓安裝使用中，由于室內(nèi)外對流、內(nèi)部經(jīng)常進(jìn)行局部裝修調(diào)整、候機(jī)區(qū)地毯使用較多、機(jī)坪側(cè)飛機(jī)尾氣在壓差的作用下灌入室內(nèi)等原因造成樓內(nèi)高大空間粉塵較大，空氣采樣感煙火災(zāi)探測器誤報情況較多甚至不能正常使用，這一經(jīng)驗也印證了本結(jié)論。

2.2 紅外對射式光束感煙探測器

該探測器的優(yōu)點是：與火災(zāi)自動報警系統(tǒng)為同一系統(tǒng)，可供選擇的產(chǎn)品多，成功應(yīng)用案例也很多，綜合造價低，性價比高。

其缺點主要是：(1)由于接收器需較精確的對準(zhǔn)，所以安裝精度要求高，且抗震性能差。(2)發(fā)射器的發(fā)射管老化導(dǎo)致紅外線衰減，當(dāng)衰減到一定程度時會發(fā)生誤報，這時需通過調(diào)整靈敏度來糾正以便恢復(fù)系統(tǒng)正常工作；當(dāng)進(jìn)一步衰減到一定程度時，需要進(jìn)行設(shè)備更新；同時由于建筑物沉降與熱脹冷縮等影響，會導(dǎo)致接收器和發(fā)射器光路產(chǎn)生偏移引起誤報。因此在使用過程中系統(tǒng)維護(hù)的工作量很大。

2.3 光截面圖像感煙探測器

與紅外對射式光束感煙探測器相比，光截面圖像感煙探測器主機(jī)實時處理被監(jiān)測現(xiàn)場的煙霧圖像信息并且進(jìn)行智能判定后預(yù)告火災(zāi)，能實現(xiàn)火災(zāi)的早期探測，靈敏度提升，適用于大空間和其他特殊空間。

該探測器的優(yōu)點較多，主要有：(1)克服了由于灰塵、震動、電磁場、光照等外界環(huán)境與系統(tǒng)偶然因素引起的干擾，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。(2)由多光束組成光截面實現(xiàn)任意曲面式覆蓋，大大提高了對被保護(hù)空間內(nèi)火災(zāi)的快速響應(yīng)能力。(3)探測器能根據(jù)灰塵情況與環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)工作參數(shù)，極大地降低由灰塵積累與環(huán)境變化所引起的誤報、漏報。(4)接收器同時具有水平和垂直張角，面成像自動跟蹤監(jiān)測，解決了傳統(tǒng)對射探測器由于建筑移動而引起的誤報問題。(5)光截面火災(zāi)探測器屬非接觸式探測，靈敏度受灰塵影響極小，因此幾乎可以免維護(hù)。

其缺點是：(1)視頻信號需要同軸電纜接入消防監(jiān)控室，當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(如本項目辦票大廳上空至消防控制室線纜距離超過600m)，信號質(zhì)量大受影響、線路干擾也很嚴(yán)重。(2)獨立系統(tǒng)，系統(tǒng)后臺設(shè)備占用消防控制室的安裝空間且需要與主系統(tǒng)間通訊，聯(lián)調(diào)工作量大。(3)由于知識產(chǎn)權(quán)的歸屬問題導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)商單一，無法形成良性的競爭。(4)綜合造價很高。

2.4 雙鑒式成像感煙探測器

與雙截面圖像感煙探測器比較，該產(chǎn)品具有的優(yōu)點有：(1)采用紅外線與紫外線雙束脈沖光，可準(zhǔn)確判斷阻擋物，避免誤報。(2)雙鑒式成像感煙探測系統(tǒng)接收器自帶芯片，探測信息就地處理后經(jīng)普通總線傳輸?shù)较缊缶刂破鳎Y(jié)構(gòu)較簡單。

四種火災(zāi)探測器特性比較表 表1

其缺點是：國內(nèi)相關(guān)工程應(yīng)用案例較少。

2.5 小結(jié)

綜合上述比較分析，根據(jù)《火規(guī)》條文要求，結(jié)合本項目高大空間的實際情況(包括建筑條件、裝修與家具材料選型要求、管理水平等)與一號航站樓使用情況及業(yè)主過往項目在施工招標(biāo)中的經(jīng)驗教訓(xùn)，本工程高大空間采用以紅外對射光束感煙探測器為主，重點區(qū)域局部設(shè)置空氣采樣火災(zāi)探測器，并采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻信號作為確認(rèn)火災(zāi)的輔助手段的火災(zāi)報警探測方案。

3 二號航站樓高大空間火災(zāi)探測器選型方案

3.1 三層辦票大廳火災(zāi)探測器的設(shè)置

建筑條件：主樓三層出發(fā)大廳平面尺寸約為432m(東西向)×148m(南北向)，柱距為36 m×45 m，地面距離天花底部高度為19～26m(天花為波浪狀)，南北兩面與東西兩面約1/2為玻璃幕墻。大廳內(nèi)除辦票島區(qū)域存在易燃物外，其他區(qū)域設(shè)置少量金屬桌、椅，基本沒有易燃物。

火災(zāi)自動報警探測器設(shè)置方案如下。(1)首先，在頂部天花下400mm處設(shè)置一層紅外對射感煙探測器對大廳進(jìn)行全覆蓋探測。(2)其次，利用辦票島上部構(gòu)筑物在6～7m處設(shè)第二層紅外對射感煙探測器對辦票島及周邊進(jìn)行區(qū)域式探測。(3)最后，由于辦票島易燃物相對比較多，在辦票島頂部采用管道吸氣式感煙探測器對辦票島范圍進(jìn)行重點式探測，使該區(qū)域得到實際有效的保護(hù)。(4)為了提高系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性與反應(yīng)速度，在消防監(jiān)控室設(shè)視頻監(jiān)控分控站與監(jiān)視屏，按紅外對射探測器設(shè)置情況將大廳分為若干區(qū)域，利用大廳全覆蓋的視頻監(jiān)控攝像機(jī)與紅外對射探測器報警后聯(lián)動，將報警區(qū)域視頻信號切換至監(jiān)視屏上作為火災(zāi)報警確認(rèn)的輔助手段。

辦票大廳火災(zāi)自動報警探測器布置平面圖如圖1所示，其布置剖面圖如圖2所示。

圖1 辦票大廳(局部)火災(zāi)探測器布置平面圖

圖2 辦票大廳火災(zāi)探測器布置剖面圖

3.2 三層安檢大廳火災(zāi)探測器的設(shè)置

建筑條件：二號航站樓主樓安檢大廳高大空間平面尺寸約為411m×50m，地面距離天花底部高度約為14～18m不等。大廳內(nèi)基本沒有易燃物。

火災(zāi)自動報警探測器設(shè)置方案：在頂部天花下400mm和離地面高度約8m(利用南北兩側(cè)5層結(jié)構(gòu)梁安裝)處分別設(shè)置一層紅外對射感煙探測器對大廳進(jìn)行全覆蓋探測；并將大廳全覆蓋的視頻監(jiān)控攝像機(jī)與紅外對射探測器報警信號聯(lián)動，將報警區(qū)域視頻信號切換至監(jiān)視屏上作為火災(zāi)報警確認(rèn)的輔助手段。

安檢大廳火災(zāi)自動報警探測器布置圖如圖3所示，布置剖面圖如圖4所示。

圖3 安檢大廳(局部)火災(zāi)探測器布置平面圖

圖4 安檢大廳火災(zāi)探測器布置剖面圖

3.3 連接廊與指廊候機(jī)廳火災(zāi)探測器的設(shè)置

建筑條件：二號航站樓連接廊、指廊候機(jī)大廳的高大空間地面距離天花底部高度約為8～17m不等；單邊或兩邊為玻璃幕墻。大廳內(nèi)除候機(jī)區(qū)布置金屬座椅外基本上為移動的人流，沒有易燃物。

火災(zāi)自動報警探測器設(shè)置方案：僅在頂部天花下400mm處設(shè)置一層紅外對射感煙探測器對大廳進(jìn)行全覆蓋探測；并將大廳全覆蓋的視頻監(jiān)控攝像機(jī)與紅外對射探測器報警信號聯(lián)動，將報警區(qū)域視頻信號切換至監(jiān)視屏上作為火災(zāi)報警確認(rèn)的輔助手段。

指廊火災(zāi)自動報警探測器布置圖如圖5所示，布置剖面圖如圖6所示。

圖5 指廊候機(jī)廳(局部)火災(zāi)探測器布置平面圖

圖6 指廊候機(jī)廳火災(zāi)探測器布置剖面圖

4 結(jié)束語

本方案是當(dāng)時綜合各種因素做出的優(yōu)化方案。設(shè)計在2014年5月消防評審會上對上述方案進(jìn)線詳細(xì)匯報討論后獲得與會專家認(rèn)可，在后續(xù)與當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T進(jìn)行多次溝通、匯報，最終通過消防報建并得以落地實施。但是，在后期的安裝、調(diào)試及投運后的維保中，紅外對射式光束感煙探測器由于大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的沉降與移動(暴曬、暴雨均可引起沉降與移動)帶來了一定的位移誤差，特別探測距離為100m的紅外對射式光束感煙探測器(實際安裝間距不超過85m)，經(jīng)過距離的放大，沉降與移動帶來的誤差被放大，盡管采用加大反射鏡面積的方法使該情況得以緩解，但誤報事件還是較多，給后期運營維護(hù)帶來很大的工作量。