摘要：火灾自动报警系统设计是建筑电气工程设计的重要内容之一。本文对大空间场所火灾自动报警系统的设计进行了探讨，对线型光束感烟火灾探测器、图像型感烟火灾探测器和管路吸气式感烟火灾探测器进行了简要的介绍。
关键词：大空间建筑；火灾自动报警系统；双波段图像型火灾探测器；光截面感烟火灾探测器；空气采样火灾探测器
1引言
随着现代建筑技术和经济的持续发展，大空间建筑以其空间结构和造型外观上的优势受到了设计者和使用者的青睐，越来越多的大空间建筑出现在人们的视野中。常见的有：展览中心、体育馆、剧场、机场、超市等。
由于大空间建筑面积大，高度高，可容纳人数多，随之带来的火灾安全隐患也很大，所以大空间建筑的火灾自动报警显得尤为重要。
2 几种典型大空间探测器的比较分析
（1）线型光束感烟火灾探测器的技术原理分析
线型光束感烟火灾探测器其工作原理是利用烟减少红外发光器发射到红外收光器的光束光量米判定火灾，这种火灾探测方法通常被称做烟减光法，又称光截面感烟火灾探测器，是一种智能型感烟火灾探测器，采用光截面图像感烟火灾探测技术，红外光束感烟探测器又分为对射型和反射型两种。这种探测器能够实现被保护空间的任意曲面式覆盖，具有分辨发射光源与干扰光源的能力。线型光束感烟探测器通常是由分开安装的、经调准的红外发光器和收光器配对组成的，使用时每只接收器可对应多只发射器，通常发射器的数量根据现场情况确定。
在实际应用中，相邻两组探测器的水平距离应当≤14m，探测器至侧墙水平距离应当≤7m，且不得＜0.5m，探测器的发射器和接收器之间的距离应当≤100m。当建筑物高度超过12m但不超过16m时，分两层布置，6m~7m一层，顶部（至顶棚0.3m~1.0m）一层。建筑高度超过16m但不超过26m时，探测器通常分三层布置，6m~7m一层，11m~12m一层，顶部（至顶棚0.3m~1.0m）一层。
（2）图像型火灾探测器的技术原理分析
智能图像火灾探测器针对室外、隧道和室内高大空间的特殊需求而开发的工业等级的火灾探测器。图像型火灾探测器又称双波段图像型火灾探测器，具有火焰探测及现场智能监控功能，智能图像火灾探测器由红外CCD和彩色CCD组成，能够进行面型探测、三维图像处理；通过将采集到的红外视频图像信号/彩色视频图像信号传送给信息处理主机，实现火灾探测和图像监控的视觉图像和智能分析控制一体化。
通常，图像型火灾探测器沿墙壁安装，也可采用吊顶安装，离顶棚不得小于50cm；安装时，应当清除探测器的探测视角的遮挡物，并且光源直接照射在探测器的探测窗口；同时，每套双波段图像型火灾探测器接入两根视频同轴电缆和一根电源线。
（3）管路吸气式感烟火灾探测器
管路吸气式感烟火灾探测器又称空气采样火灾探测器，分为单管型、双管型、四管型（多管型）。烟雾报警使用吸气泵通过采样孔和采样管道抽取保护区内的空气，并将空气样本送入激光腔，并经过系统分析，将烟雾浓度值及报警等级显示出来，同时将报警信号传到消防控制室。
采样孔应当采用水平和垂直结合的布管方式，确保16m以下的采样孔不得少于2个，同时，在开窗或通风空调对流层下面1m处，应当设置2个采样孔。确保探测器的每个采样孔的保护面积、保护半径，应符合点型感烟火灾探测器的保护面积、保护半径的要求，具体要求见表1。
3 几种探测器的选择分析
GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》中提到了线型光束感烟火灾探测器、图像型火灾探测器及管路吸气式感烟火灾探测器这三种探测器的适宜场所。
GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》5.3.1“无遮挡的大空间或有特殊要求的房间，宜选择线型光束感烟火灾探测器。”
GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》5.2.7“符合下列条件之一的场所，宜选择点型火焰探测器或图像型火焰探测器：1 火灾时有强烈的火焰辐射。2 可能发生液体燃烧等无阴燃阶段的火灾。3 需要对火焰做出快速反应。”
GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》5.4.1下列场所宜选择吸气式感烟火灾探测器：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。”
双波段火灾探测器在探测方式上属于火焰型火灾探测器，而光截面火灾探测器属于智能感烟火灾探测器，在设计中两者既可单独使用，也可互相结合使用，实现了“眼睛和大脑”的完美统一，能在各种复杂环境下对火情做出准确的判断，同时提供视频、网络、开关量三种报警方式，可灵活接入各类火灾报警体系。而如果空间内存在幕布、条幅等遮挡因素的大空间场所可以选用空气采样火灾探测器。
4某体育中心火灾自动报警系统设计方案
4. 1工程概况
某市体育馆的建筑等级为甲级，耐火等级：一级，地上3层，地下1层，南北长196m，东西宽130m，高度25.5m，总建筑面积27381m2，其中地上总建筑面积17642m2，地下总建筑面积9739m2。地上建筑部分主要包括主馆和训练馆及其他配套功能，地下建筑主要包括超市、水泵房、空调机房等。该市体育馆的二层看台布局如下：固定坐席2919座，活动坐席1536座。该体育馆为钢筋混凝土框架结构、屋顶为相贯节点钢桁架结构承重体系，钢制结构涂刷薄型防火涂料，金属板罩面。
该体育中心分2个场馆，训练馆和比赛馆，训练馆和比赛馆高度均为17.5m。
4.2火灾自动报警系统设计方案
GB50116-2013 《火灾自动报警系统设计规范》中12.4.1条“高度大于12m的空间场所宜同时选择两种及以上火灾参数的火灾探测器。”所以，训练馆和比赛馆的大空间场所，采用了光截面火灾探测器和双波段火灾探测器结合使用。训练馆由于平时会有一些演艺用途，可能会有幕布遮挡，除了光截面和双波段火灾探测器，还增加了空气采样火灾探测器。
4.3火灾自动报警系统组成及功能
剧场火灾自动报警系统包括前端探测部分、传输线缆部分、控制中心部分、消防联动部分等四个组成部分。
前端探测部分如下：训练馆设有2只双波段火灾探测器和2套光截面火灾探测器（2只接收器、8只发射器），另外设了4组空气采样管，28个采样孔，采样管总长度180m，紧贴葡萄架安装。比赛馆设有4只双波段火灾探测器和4套光截面探测器（4只接收器、16只发射器）。
具体分布如表2所示。
传输线缆部分：视频线为同轴电缆SYV-75-5，电源线为ZR-RVV-2x2.5，通讯线ZR-RVVP 2x1.5，分别穿钢管或沿防火线槽敷设。
控制中心部分：在建筑物一层消防控制室内设置控制中心，主要包括信息分析处理设备、视频处理设备（图像切换、显示、记录设备）以及火灾报警设备。控制中心部分的主要功能是实现监控现场的信息分析、火灾信息提取、火灾报警、图像监控。
前端探测器所采集的现场信息通过视频同轴线缆传回控制中心，经过防火并行处理器传送至视频切换器。
信息处理主机控制视频切换器切换图像，并进行检测；防火并行处理器能够对每一路现场信息作并行实时处理，如一旦检测到火灾信号便向，信息处理主机便能立即发出预警信号，并且优先对预警信号进行确认。火灾自动报警系统采用巡检与预警相结合的方式，进行火灾探测报警。
消防联动部分：确定火灾发生，信息处理主机捕捉到便发出报警信号，立即自动启动声光报警，并能够实时显示对应报警区域的现场图像并且启动录像机进行记录；工作人员可通过现场图像和对讲电话进行指挥扑救和疏散，并通过联动控制主机启动如喷淋泵、消火栓泵、排烟风机、防火卷帘、电梯等消防联动设备。
火灾自动报警系统示意图如图1所示。
5结束语
大量的大空间建筑物的落成，势必会对大空间区域的火灾自动报警系统要求越来越严格，而大空间建筑特殊的空间、结构、功能的特点造成了其特殊的火灾危险性。所以，其火灾自动报警系统的方式也有别于一般建筑，往往需要综合各种因素来考虑设计，才能真正达到“防患于未然”的目的。
图1 火灾自动报警系统示意图
论文作者:陈洁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年2月上
论文发表时间:2017/6/9
标签：探测器论文; 火灾论文; 报警系统论文; 图像论文; 烟火论文; 空间论文; 截面论文; 《建筑学研究前沿》2017年2月上论文;