空气采样早期烟雾探测系统简明设计安装手册

空气采样早期烟雾探测系统简明设计安装手册
北京福莫斯特科技发展有限公司(内部资料)
2003年12月
第一章极早期火灾预警系统简介
(1)简介
(2)系统主要特点
(3)主要性能参数
(4)主要场所应用
第二章极早期火灾预警系统设计总则及取样方式
(1)设计总则
(2)早期火灾预警系统在多种应用场所的取样方式
第三章传统消防联接图
第四章多台总体联网图
第五章取样管及其它材料选择
(1)取样管选材
(2)辅助材料
(3)工具料
第六章取样管安装前加工及丈量
(1)切
(2)弯
(3)粘
(4)伸缩缝
(5)毛细管
第七章取样管的固定方法
(1)平面固定
(2)弯头固定
(3)捆扣固定
(4)金属卡固定
(5)拉钢索固定
(6)保护区上方有纵横主梁固定
(7)空调回风口取样固定
(8)空调回风主管道内取样固定
(9)取样管和主机连接方法
第八章设备安装完结后放烟调试
第九章安装工作量
第一章极早期火灾预警系统简介
◆简介
☆概述：极早期烟雾探测系统采用了主动采样的探测方式，先进的激光探测技术以及功能强大的系统应用软件，相对于传统火灾探测报警技术产生了质的飞跃。

探测器由抽气泵、过滤器、激光腔（如下图示）、控制电路等组成。

抽气泵通过PVC管或钢管所组成的采样管网从被保护区域抽取空气作为样品送入激光腔，在激光腔内利用激光照射空气样品，其中烟雾粒子所造成的散射光被阵列式接收器接收，接收器将光信号转换成电信号后送到探测器的控制电路，信号经处理后转换为烟雾浓度以及设定的报警阈值，产生一个适宜的输出信号。

从而发出各级警报，依次为警觉级、行动级、火警1级、火警2级。

◆系统主要特点
☆高灵敏度先进的激光探测技术，比传统探测器高1000倍以上，可提早2-4小时报警。

☆独特的探测方式主动通过PVC管从保护区取样探测，还可直接从设备里取样、安装和调试更简单。

☆超强的网络功能多台机器既可近距离组网也可远距离组网，实现了集中式网络化管理。

☆无源的传输方式保护区域无电源线和信号线，因此防爆，抗强电磁干扰。

☆灵活的兼容能力能与传统的火灾探测报警控制设备兼容。

☆特设黑匣子功能能记录通电、断电、火灾时间、烟雾曲线和系统故障等历史数据；并能通过微机查看或打印，为分清火灾事故责任提供依据。

◆主要性能参数
D.C电源电压 DC18-30V（最佳24V）
机器尺寸400×250×130mm
重量 5公斤
操作温度范围 0-40度
操作湿度范围 0-90%，无凝结
灵敏度范围（obs/m）0.004/%-20%
耗电量 24V/1A
防护面积 1000-2000平方米/台,极限2500平方
米
取样管总长 200米,极限300米
取样管外径 25毫米
系统设置在线编辑或PC
通讯接口 RS232/RS485
事件记录采用先进先出原则，记录256次事件
接点输出 5组NO/NC继电器无源输出（警觉级、
行动级、火警1级、火警2级及故障）
◆主要应用场所
☆火灾造成的业务中断会带来不可估量损失的场所；
电信机房、计算机机房、无菌室、电视台、广播电台、电缆隧道、银行、大型自动化调度室
☆不宜启动自动灭火装置的场所；
计算机设备、交换机设备、变电柜、模拟飞行器、医疗设备、电子生产车间、图书馆、实验室、要案室、票据室等
☆防爆场所、强电磁和强辐射场所；
军火库、油库、化工设施、加速器、微波室、电视发射塔、雷达站等
☆变通烟雾无法侦测的大面积高眺空间；
大型库房、中厅、室内广场、大型车库、间体化车库等。

☆必须保证建筑物整体美观或所保护的对象价值无法估量的场所；
博物馆、教堂、古建筑物等。

☆需要保证有足够时间撤离人员的场所；
医院、剧场、教堂、车站、学校、监狱等。

第二章极早期火灾预警系统设计总则及取样方式
◆设计总则
√标准采样管是在被保护区内安装外径为25mm的阻燃PVC管。

√为确保通过空气采样系统气流状况通畅，吸气泵排出的气体的气压应与被探测区域的气压相等或略低。

√一台探测器的最大保护范围为2000平方米（H=3-5米）,极限2500平方米。

在防护等级较高的场所，保护范围应相应减少到500-1000平方米（或1500立方米）。

√取样管上取样孔采用Φ2.5-Φ4.0mm，取样孔之间距1-4m。

一般将每根取样管分成三段。

如单管长70米，前20m中取样孔为Φ2.5mm。

中间30m取样孔为Φ3.00mm，后20米取样孔为Φ3.5mm。

依次将取样孔变大，最末端塞为4个Φ4孔，每个取样孔上贴上指示标签。

√取样管上直角弯应尽量避免小弧度，可采用半径大于或等于20cm手工弯制，故选用取样管为阻燃冷弯管。

√取样管路总长度最好小于200米,极限250米（4根×50米、3根×70米、2根×100米），而每路取样管上取样孔的数量最好不超过25个，当只用一根管路时，长度不要超过100米。

√每根管直角弯小于10个。

√实际应用中，每根管路的长度应尽量接近，这样可使空气取样系统内部气流容易平衡。

√若环境要求取样管承受很大的承载力或长时间暴露于强光、极热、极冷的环境中，或是遇到可溶解PVC管气体时，也可以使用ABS管或其他金属管材。

√每个取样孔的间距（即保护半径）最大不应超过8米，管和管之间不大于8米，最小不应少于1米。

（见格栅状布管图）
√管网的排列方法可以有多种变化，从而覆盖整个被保护区，然后将采样管与探测器接口连接，采样管壁有一定数量的小孔，这是采样点。

系统通过这些采样点将空气样本传递到探测器上，采样管的另一端是末端帽，以平衡不同采样点烟雾灵敏度。

◆早期火灾预警系统在各种应用场所的取样方式
（下列图例为已做工程在AutoCAD上标明方法）
▲电缆隧道、电缆沟
电缆隧道中一般将PVC取样管布置在隧道上方。

每台设备出2根PVC管，长度每根最长为100米，合计200米。

设备置于电缆沟中，能够保护动力及各种通信电缆。

由于现场的多样性，管长适应延长到250米，但必须保证末端放烟设备在120秒之内报警。

▲超净间
超净间中一般要保护三个部分即房间的地板下部和上部回风栅，同时将PVC 取样管放置在中央空调的主回风管道的过滤网前。

▲礼堂、剧场
在礼堂或剧场中，观众席上方的天花板顶里有各种中央空调管道及照明电缆等，平时很少有人留守此处，另外舞台上方有各种大功率灯具及吊装灯具电机，应设置早期火灾预警系统。

▲图书馆、档案馆、博物馆
此类型场合发球不宜启动灭火设备场合，必须依靠早期预警系统加以防范。

由于其美观要求，可采用PVC管暗装方式布置，即下垂毛细管取样，取样头直径仅为20毫米大小。

▲电缆竖井、桥架、电缆夹层
此类型一般为大型动力电缆。

特别是电缆夹层，一般平面面积较大或高度较低内置电缆错落无序，秀难用感温电缆捆扎来测温；另外其配套气体灭火设备一般造价昂贵，所以此类场合属于不能轻易启动灭火设备场合。

▲古建筑类
此类型一般有各种仿古壁画，木质材料也很多，特别是建筑物顶部如果设置感烟探头，体积大影响古建筑内部的美观效果，此场合较适合用早期预警系统。

▲交换机房、控制中心
此类型场合属通讯或控制枢纽，各种设备价格昂贵，当传统感烟探头报警时，设备内部已损坏严重，早期预警系统可有效加以防范。

▲隧道、地铁站
此类型场合一旦有烟雾出现，空气随气流迅速充满空间，易造成人员伤亡，保护对象以电缆为主。

▲各种制药车间
此类型车间一般都设有大型中央空调，保证每小时几十次换气量，一般烟雾很快被稀释，无法达到感烟探头的报警阈值，形同虚设。

采用早期预警除天花板采样外，可同时兼顾天花板上方的夹层，另外PVC管道取样还需兼顾各房间内的回风栅。

▲大型体育馆
此类型场合空间过高，无法设传统感烟探头，只能用红外对射，而红外对射灵敏度比感烟探头还低，且一旦有条幅或气球就会挡住红外线形成误报。

可将PVC取样管设置在观众席脚下的回风管道内部，同时可将PVC管沿顶部钢梁布设。

▲演播厅、摄影棚
此类场合一般高度超过12米，大功率灯光频繁开启，无法使用感烟探头，经常在空间上部吊起各种道具，无法使用红外对射，它可采用早期预警系统。

▲屏蔽室
屏蔽室中采用普通感烟探头，其各种屏蔽措施繁杂，屏蔽室价值不菲，特别是各种微波
设备价值更高，配低廉感烟探头和其保护区
物品价值相比不配。

早期预警设备放置在屏
蔽室钢板外层，通过蜂窝状屏蔽栅网将PVC
管路进入屏蔽室对屏蔽室进行六面或五面保
护。

第三章传统消防联接图图示说明：下图通过每台机器内有五个继电器代表四级火警一个故障，通过输入接口模块将继电器信号送到消防二总线，对每个继电器对应的接口模块附于一个地址码供消防主机巡检。

每台设备都有RS232口，可直接连接PC机在PC机上通过软件观察和修改一些参数。

针对防火分区要求，主机配接分区器附件可以将烟雾区分到某一根采样管，同时将对应管位置报给消防主机以达到分区灭火要求。

第四章多台总体联网图
系统具有灵活的网络监控方式，利用RS485串口，串接探测器（最多127台）于一台控制模块机并连成一闭合回路，再用RS232接显示器，达成集中监控的目的。

每台探测器之间最长1.2公里。

第五章取样管入其它材料选择
◆取样管选材
在有腐蚀性气体及温热交替较大场合宜选用ABS；在管路（四根）较短，弯头总和小于4个场合可以考虑采用UPVC材质；如果管路较长（＞4个），可以采用阻燃弯UPVC管，主要是其可以手工弯制弯头减少空气阻力。

选取材料必须配有国家建材质量检测中心的检测报告，其检测报告中注明阻燃指标，以便证明其是难燃自熄材质。

◆辅料选材
如选定阻燃冷弯PVC弯，其配套辅材一般如下表：
◆工具栏
第六章取样管安装前加工及丈量
丈量现场确定取样管弯头数量，所用根数，配接直通数。

每根管长3米，配一个直通，每1.0-1.2米配一个托卡。

低层辅管可以先辅设后打取样孔，高空辅设必须先打取样孔，取样孔径Φ2.5mm，末端塞用Φ4mm钻头均匀打4个孔，然后粘好取样孔标签。

取样管长度依据设计手册和图纸中注明的长度。

管路处理一般有下列几种：
◆切
用手锯切断，须将锯沫去净。

用切刀时注意防止切手。

◆弯
一般取40cm长管将弯管器插入其中（弯管器一端用结实绳子连出，以便弯曲成形后可用力拉出弯管器），将热吹风机对其应弯部位吹加热，加热时要移动，使加热部分大于25cm，加热5-8分钟后可以手工弯曲成半径为20cm圆弧，注意弯曲一定均匀，防止死弯，同时必须保证弯曲后两头成90度角，并防止扭曲不在同一平面。

弯曲半径变化不是全部为半径20cm，如下图两根管平行
时，第一根为R20cm，那么第二根半径就必须是：200-间隙A-25mm，
这样才能保证弯曲平行放置时，外观顺畅美观，但是最小半径不能
小于R10cm，弯管后不要急于抽出弯管器，应稍等温度变低后，再
用力抽出弯管器（通过绳索），如效果不好，可多次反复，成型后
备用。

◆粘
粘接管路时应将管路端部外侧清洁干净，均匀涂胶长度为
2cm，再将直通内壁（或三通内壁）均匀涂胶，然后再将两者插入，
放置在平面上静止5分钟以上，以保证粘接后平行不弯曲。

◆伸缩缝
如果在冬天安装管路则夏季来临时管路涨长，容易上或下
弯曲变形，夏天安装易出现在冬季收缩断裂，所以管路必须留有伸
缩缝。

一般每2根管长（含6米）留有一个直通不能粘胶，且插入
余量如上图：
◆毛细管
在天花板下方和机柜内部取样时，需用配接毛细管，安装
如下图，毛细管总长小于0.6米。

1）外径Φ8，内径Φ5高压气泵用塑料管。

2）聚四氟堵头
3）电线槽进线Φ15固定头（通用件）
4）金属波纹管Φ15
5）Φ螺母
6）吸气口机加工件
注：三通和2件胶粘，1件和6件、1件和2件属紧密配合。

4号件长度小于0.5米。

第七章取样管的固定方法
◆平面固定
平面固定是最通常的方法就是将采样管水平的敷设在房间顶部，具体固定方法需根据境
况体结构来定。

水泥混凝土墙：在墙面上用手电钻打一个直径8mm左右的孔，然后用膨胀塞和自攻螺丝把管卡固定。

具体方法见下图：
砖墙也同样可以采用以上方法，最为特别是石灰墙板，由于其密度小，不宜拧螺丝，从以往的安装经验来看可以在石灰墙板上打上直径相对较小的孔然后把胀塞及型号较大的延长攻丝往里拧，这样才能固定好卡托。

◆弯头固定
弯头的固定不能等同直管的方法，需在弯头的两侧分别用卡子加以固定，见下图：◆捆扣固定
房间天花板上部一般都有吊杆（Φ8-Φ10mm）垂直向下，将取样管的吊杆靠接，采用尼龙扎带交叉十字方法固定较为方便，如下图，如果考虑到取样管长期和吊杆相靠易变形，可在取样管和吊杆之间放置一个托卡。

◆金属卡固定
这种方法和吊顶固定方法有点相同，就是它使用材
料不一样，一般为直径25毫米镀锌金属卡或PVC卡托，具
体固定方法参考右图。

此金属卡市场上可采购到。

◆拉钢索固定
在一些高大空间中，上下方钢梁结构无法直接固定采样管。

而每根钢梁之间距离较大（≥2米），
可以采取拉钢索的方式来固定取样管。

图示如：
将PVC取样管用尼龙扎带捆在钢丝绳上（距离如每米一个），然后绷紧钢丝绳，再将每根钢梁和PVC管搭接处固定。

每根钢丝绳一般不宜超过80米，钢丝绳直径Φ4-Φ6mm。

◆保护区上方有纵横主梁固定：
在许多厂房及大空间仓库中，上方有纵横相间大量主梁，主梁副梁下沿最大可达70cm，一般下沿小于20cm可不采取特殊固定方式，而大于20cm时可采用下列方法固定。

a).主梁和主梁之间必须有1个小升取样管，上升取样管间距3-4米，上升管采用由主
管三通过渡至Φ20取样管，Φ20末端塞上打2个Φ3mm孔，距顶部小于20cm。

b).在主梁形成井状结构时，必须保证每格井中都有一个或几个上升取样管。

c).主梁距离大于4米时可采取在主梁中间吊杆将PVC管托起。

◆空调回风口取样固定
在有中央空调房间，布设取样管时，除按无空调状态而设置采样管外，还应单加一路管道在中央空调回风口，由于此回风口风的正负压不大，可用下述两种方式之一取样。

房间内有多个上回风栅口，应保证回风栅口内有2-3个取样孔，即单孔保护面积小于60平方米，下回风栅、侧回风栅等同。

◆空调回风主管道内取样固定
a)在主空调回风管道内，尺寸一般较大，所采集空气面积比较大，负压较高，须单独采用一台主机仅出一根管，并将主机回风返回空调管道内，取样管图如下：
风口内取样管长度：A×2/3
上下位置：B×1/2
取样孔数20个取样孔密度：（A×2/3）÷20
取样孔径：Φ4mm孔
末端孔径：5个Φmm孔
回风方式：送煤回主管道
b）机器回风管图如下：
风口内回风管长度：A/3
上下位置：B/3
取样管和回风管间距：（A+B）/4
回风口径：直径Φ25mm
口径形状：末端切成斜状，出气方向顺着风向
c）主机内风机调速：
上述安装尺寸定型后，通过回风管道内进行放烟实验，此时可调整取样风机（风机分10档）逐渐从1档增加使取样到最灵敏状态。

◆取样管和主机连接方法
a)管路敷设最后要在设备的上方将几根采样管收拢，以便和机器连接，这当中要注意以下几个细节：
管路收拢后不能直接固定就安插进机器，而是在设备上方大约50cm左右切断管路并固定好，切
断后的管路末端粘上直爱。

在粘接直通时要注意只能在
直通上方内侧擦胶，而下方内侧不能擦胶。

b)固定机器时，按测量尺寸把PVC管切好，必须
先将管插进机器后再插入直通管中，取取样管时同样先
轻轻的将管子往设备内按一下使管路从直通中露出后方
可取管，而这几节PVC管和直通及机器之间不能用胶粘
连，在以后设备保养方面减少不必要的麻烦。

参见右图：
c)取样管路的打孔：
打取样孔时应注意考虑孔径的直径在3-4mm之间，而末端塞孔由4个Φ4mm孔组成，取样孔的大小由取样管路长短来决定，原则上距设备越远的地方孔径就相应从Φ2.5mm增加到
Φ3.0、Φ3.5mm、Φ4.0mm。

把孔方法是用手枪钻直接在采样管上打孔，孔与孔之间的距离应在3-8米，即每一节管至少打1个孔。

第八章设备安装完毕后放烟调试
机器在通电20分钟后，可以进行放烟实验。

a)在每一根管子的末端放烟，机器应在小于等于120S做出反应，这样就可以证明管路的气流是畅通的。

b)在采样管中间释放浓度相对较小的烟雾，机器可在小于120S做出反应。

c)测试阻燃烟，用-220V调压器将电压输出调到0V，插下30W电烙铁，电烙铁发热体部分，绕上Φ1.5mm塑胶电线（非阻燃），将电烙铁放置距取样孔10cm处，缓慢升压到能闻到糊味及少许烟，维护2-3分钟，此时机器应出现警觉，如烟雾加大则上升到行动级、火警1、火警2级。

第九章安装工作量
根据经验，设备安装材料齐全的前提下，一般每台机器需两个工人共花1-2天时间，高空作业时可延长。