一种关于点型探测器火灾探测能力的评估方法

以探测器火灾信息数据库为依据,通过对目前使用最为广泛的各种点型感烟、感温及CO气体探测器对八种典型试验火响应数据测量及数据挖掘,提出用梯度幅值评估方法,对上述探测器的火灾探测能力作出相应的评估结论,为城市建筑火灾自动探测报警系统的正确设计、选型和使用提供了参考理论依据。     

现代火灾报警系统简介

火灾探测报警系统主要产品的分类火灾探测报警系统的主要产品有 :探测器、控制器、功能模块、显示设备、通讯广播等五大类。探测器可分为 :感烟 (点型离子式、点型光电式 ,线型红外光束型、线型激光型 )、感温 (点型定温式、点型差温式、点型差定温式 ,线型定温式、线型差温式 )、感光 (紫外型火焰型、红外型火焰型 )、气体探测器 (可燃气体探测器、ＣＯ气体探测器 )、复合式探测器 (感烟感温型、感烟感光型、感温感光型、感烟感温感光型 )等。而功能模块可分为通用模块、专用模块两种。显示设备有楼层复示器、声光报警器、ＣＲＴ系统等 ,通…     

特大断面公路隧道线型感温火灾探测系统适用性研究

随着我国公路交通量日益增多,大断面、特大断面公路隧道不断涌现,可靠、有效的隧道火灾探测越来越重要。选取了6种典型的隧道断面,综合考虑探测器类型、纵向风速、火源功率、火源位置等因素,运用火灾动力学模拟软件FDS分析了系列火灾场景下温度、烟气分布、探测器报警时间、报警位置偏移量等特性。研究结果表明: 隧道断面尺寸、纵向风速越大,感温探测器报警时间越长。通过对顶棚烟气温度的分析,发现特大断面隧道中线型感温探测系统采用差温报警较定温报警更有效。在使用差温报警时,纵向通风会使报警位置发生偏移,报警位置偏移量d与隧道纵向风速v、火源到隧道顶棚距离Hd满足线性关系式:d=6.404v+0.923Hd-6.762。随着隧道断面尺寸的增大,需要敷设更多的感温光纤以在规定时间(60 s)内探测到火灾。对于高度H≥12 m的隧道,即使增设多条感温光纤,也无法在60 s内有效报警,需补充设置基于火焰和烟气特征的非接触式火灾探测器。     

潮湿引起感烟火灾探测器误报研究

针对潮湿现象成为典型的火灾探测误报源 ,在火灾探测综合模拟实验平台中 ,通过收集水沸腾形成的水雾进行加湿 ,研究了冬季与夏季潮湿环境 ,对散射型光电感烟火灾探测器的发生误报影响。通过比较探测器的输出值与其附近湿度变化曲线 ,从原理上分析了误报发生的原因。实验结果表明 :在气温较低的冬季 ,水蒸气较易形成液态小水珠 ,容易导致感烟探测器误报警 ,而在夏季由于气温较高 ,这种情况较难发生。对相对湿度较高或达到饱和湿度 ,以及非火灾因素的雾气或微细水珠 ,对感烟探测器可靠性的影响 ,开展下进一步的工作进行了展望     

单放射源感烟探测器及感烟-感温复合探测器的研制

着重阐述了以~(241)Am作为放射源的单源型离子感烟探测器的原理、结构和性能。与双放射源型探测器相比,它具有抗干扰能力强、适应温湿度变化的范围大,不改换元器件而灵敏度连续可调、响应速度快、放射源用量少等特点,因此有更广泛的适用性。同时介绍了感烟-感温复合探测器。它是在感烟探测器的电路中加入温度传感器,可在不增加线制的条件下,在同一探测器上实现烟雾报警和温度报警,从而提高了报警的准确率。     

火灾探测技术及方法

火的发现推动了人类文明的进步,但同时也给人类和社会带来了极大的危害.阐述了感烟、感温、感火焰等几种常规火灾探测器的工作原理,并介绍了目前较为先进的光声火灾探测技术和TDLAS火灾探测技术.     

基于火灾动力学模拟的古建筑火灾探测器布置研究

为尽快发现和控制火灾,使古建筑的消防投资更经济有效,需进行试验研究。但古建筑不能进行现场试验,通过基于火灾动力学的场模拟软件FDS5.0,以山西圣母殿为例,建立物理模型,模拟火灾发生、发展过程,得出火灾烟气蔓延过程中浓度和温度随时间变化的不同分布。通过对模拟结果分析,对圣母殿中感烟和感温2种火灾探测器进行合理有效的布置,经过数据检验,在最短时间内报警系统有效报警。结果分析表明:不论着火点在建筑的什么位置,只要合理的设置和组合火灾探测设备,就能在第一时间发现火情。证明了软件模拟的方法对古建筑消防设施设置方式的可行性。     

水蒸气引起感烟火灾探测器误报研究

针对水蒸气这种典型的火灾探测误报源．在自行研制的火灾探测综合模拟实验平台中,通过收集水沸腾形成的水雾模拟水蒸气干扰源,研究了冬季与夏季,即不同环境温度务件下,水蒸气对散射型光电感烟火灾探测器的误报影响。通过比较感烟火灾探测器的输出值与其附近湿度变化曲线,分析了误报发生的原因。结果表明在气温较低的冬季,水蒸气较易形成液态小水珠,容易导致感烟火灾探测器误报;而在夏季由于气温较高,这种误报不易发生。     

激光烟雾图像和CO气体复合火灾探测器的设计

准确可靠并且尽早期地发现火灾是火灾探测最重要的环节。传统的单一量火灾探测器是对燃烧过程中产生的烟气或者火焰温度等单一的火灾参量作出响应,判断是否有火灾发生,容易引起误报。介绍了一种基于激光图像感烟和CO气体的复合式探测器的设计,在设置报警输出时,将烟雾探测结果和气体浓度探测结果进行逻辑"与",只有当两者都达到预先设置的阈值时,整个探测器才报警,从而提高了火灾探测的可靠性。     

感烟火灾探测器的灵敏度评测

为了在设计火灾探测系统时，提供探测器的选型依据，该文通过火灾探测综合模拟试验平台(FE／DE)，利用四种国家标准火所用燃料生成典型火灾烟气，对光电型与离子型两种常规点式感烟火灾探测器的灵敏度性能进行了评测与比较。结果表明，对于木材热解生成烟气，与离子感烟探测器相比，光电型探测器的输出烟值增加更为急剧。然而对于棉绳阴燃火、聚氨脂塑料火及正庚烷火生成的烟气，离子型比光电型响应更为灵敏，特别是对于后两者明火生成的能够吸收光而减弱光散射的黑烟。最后指出，依据监控场所中可能存在的可燃物种类而选择相应类型的火灾探测器，将提高所设计火灾报警系统的可靠性。     

高压电力电缆隧道火灾早期预警判据的实验研究

我国城市架空高压电力线路已逐渐下地进入电缆隧道,其中的火灾防控系统是保护整个电力输送安全与稳定的重要一环。搭建了高压电力电缆隧道火灾烟气模拟与测量实验平台,针对电缆受热着火燃烧的典型工况,研究了隧道两端不同开口状态下的顶棚各位置CO浓度、CO2浓度、烟颗粒浓度和温度的变化特征。结果表明,顶棚位置CO浓度和烟颗粒浓度可作为火灾早期预警的优选标志性参数,而CO2浓度和温度较不适合。设定CO浓度和烟颗粒浓度的预警阈值分别为10 ppm和0.05 dB/m,各顶棚位置均可实现报警,各工况下,不同顶棚位置报警时间呈以火源正上方探头为最早报警的V字形分布。此外,电缆隧道两端的开口状态对隧道内CO和烟颗粒运动产生一定影响,进而影响不同预警参数的响应灵敏度,即两端开口时,CO浓度预警模式更早响应,而两端关闭时,烟颗粒浓度预警模式更早响应。研究结果对高压电缆隧道火灾预警系统的设计具有指导作用,也可为未来高压电缆隧道的相关预警标准提供基础。     

火源位置对L型管廊电缆火灾影响规律的数值模拟研究

选取某城市L型综合管廊电缆舱为研究对象,采用FDS数值模拟软件研究了不同火源位置对L型管廊电缆火灾温度纵向衰减规律、烟气浓度分布规律及烟气危害性的影响。研究结果表明,L型廊道构型影响了不同火源位置的管廊电缆火灾最高温度纵向衰减的连续性,基于热边界层理论提出了适用于L型管廊的二维平面最高温度纵向衰减模型。基于峰宽时间计算了L型管廊火灾的烟气总危害性参数,不同火源位置的烟气危害性总在靠近管廊节点位置处最低。这些结果可对综合管廊的消防设计与火灾防控提供参考。     

隧道火灾的全尺寸试验研究

在3条公路隧道上进行了10次全尺寸试验，研究不通火灾条件和风速下烟气的运动情况。主要测量了各隧道1000m范围内的拱顶下方烟气温度、烟气层高度分布以及烟气前锋的运动情况等，并分析了纵向风速对火灾羽流形态、烟气前锋运动速度、隧道内线型缆式感温探测系统响应等的影响。此处所列的所有全尺寸试验数据可以进行进一步的分析，以便研究各种已知火灾模型在计算长隧道火灾时所得的结果是否有效。     

电气管廊火场模拟分析与灭火有效性试验研究

针对三种不同尺寸的电气管廊试验环境,开展实体火试验,研究引火源、电缆类型及通风风速等因素对电气管廊火灾温度特性的影响,研究表明,电缆类型及引火源对火灾发展影响较大,通风风速对火灾温度特性产生规律性影响,不同尺寸的电气管廊内温度变化不存在比例关系。细水雾灭火系统可以有效扑灭电缆发热起火及外部火引燃的火灾,数值模拟结果可以较好的预测实体火试验结果。     

电缆隧道火灾数值仿真及分析

电缆隧道灭火以及人员疏散的关键,在于对灾变条件下隧道火灾参数变化的正确预测,特别是火焰、烟气蔓延范围,烟气浓度变化以及有毒气体的扩散范围等参数的预测。为了获得电缆隧道火灾参数,应用美国国家标准和技术研究院(NIST)开发的FDS(Fire Dynam ics Simulator)软件,建立电缆隧道模型,对隧道火灾进行全尺寸模拟,通过对模拟实验数据处理和分析,给出电缆隧道火灾时烟气浓度和氧气浓度,纵向温度的变化规律,火焰蔓延情况以及高温烟气在隧道中水平蔓延规律,为有效救援和紧急疏散以及消防决策提供一定依据。     

综合管廊电缆火灾窒息灭火试验与数值模拟研究

为研究综合管廊电缆火灾窒息灭火有效性,采用缩尺寸试验与数值模拟方式,研究不同线缆数量、线缆布置间距、线缆分层情况对窒息灭火时间的影响,以及火灾过程中线缆热释放速率、烟气高度、环境温度、CO体积浓度、O₂体积浓度等关键参数的变化,判定最佳防火门关闭时间与电缆火灾窒息灭火时间。研究结果表明：在密闭情况下,线缆数量越多,综合管廊电缆火灾窒息时间越短;对于相同线缆数量,在线缆按一定间距布置情况下,窒息时间更短;对于双层线缆布置,线缆按一定间距布置情况下的窒息时间反而更长;防火门关闭时间t_关为350 s时,可满足人员安全疏散需求;采用窒息灭火方式时,电缆火灾灭火时间t_灭约为1 620 s。研究结果可为地下管廊电缆灭火提供试验方法参考和数据支持。     

基于FDS的综合管廊电缆火灾烟气优化控制模式研究

为给火灾情景下管廊检修人员应急疏散和外部消防救援提供有益指导，采用火灾动力学软件对不同的通风系统（自然通风、机械负压通风和全面机械通风）与防火门、喷淋系统的不同开启状况等12种组合模式下的温度、能见度等参数变化进行分析，探究综合管廊火灾烟气优化控制模式。结果表明:进风系统、排烟系统、喷淋系统以及防火门合理的优化组合模式能够达到有效控制管廊火灾烟气的目的；火灾情景下，自然通风系统不能有效控制火灾烟气的发展，而机械负压通风和全面机械通风系统，如能及时启动喷淋以及关闭防火门，管廊内的烟气便可得到有效的控制。研究结果可为应急条件下人员疏散提供参考。     

多传感器耦合区域火灾报警技术研究

早期预警与低误报率一直是建筑火灾探测面临的挑战与难题。已有研究多针对特殊场所特定燃烧产物或多种传感器耦合,普适性不强,探测设备成本高,无法大规模应用。通过将火灾烟气蔓延规律与探测器信号时空分布融合,在不增加探测器数量和分布的情况下,提出了一种基于建筑结构微元的多传感器耦合区域火灾报警模型。对典型火灾场景的烟气蔓延情况进行了模拟分析,狭长结构中探测器信号强度变化具有一定的规律性。应用区域火灾报警模型后,报警时间较传统模式提前了14.7%,基本杜绝了单个探测器误报引发建筑物火灾报警的问题。结果表明:多传感器耦合探测模式显著缩短了火灾报警时间,降低了火灾探测误报率,实现了火灾的早期准确识别与预警。