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常見的高大開放式空間包括體育館、博物館、會展中心、倉儲設施、機場航站樓、火車站以及大型的酒店、購物中心、辦公樓等。這些場所空間大、屋頂高、占地面積廣，是火災探測的難點地區。而且，此類場所人員密集，財產價值昂貴，若出現火情，則極易發生傷亡事故和財產損失。所以非常需要性能卓越的、尖端的火災探測方法。

傳統煙霧探測系統的靈敏度不夠高，除非火勢已非常猛烈，產生了大量的煙霧和熱量，否則它無法在此類高大開放式空間中有效地探測煙霧。此外，由于煙霧上升過程中氣流會使之飄散，在高大開放式空間中，傳統煙霧探測器的尋址功能已變得毫無意義。空氣采樣式煙霧探測技術的出現為這類場所的火災探測帶來了希望。

一、對于高大開放式空間，煙霧探測系統的設計會遇到那些問題?

首先，需要解決煙霧分層問題

煙霧分層現象是指煙霧達到了一個平衡點，在天花板層面的下方形成了蘑菇團，而無法到達天花板安裝煙霧探測器的位置。這在高大空間中是常見的現象。而我國的標準規定，點式探測器的安裝高度不得超過12米，對射式探測器的安裝高度不得超過20米。這樣一來，這些傳統探測器就無法在此類場所安裝使用。而新修訂的《火災自動報警系統施工及驗收規范》（GB50166-200X）中規定，高靈敏度的空氣采樣式煙霧探測器可以安裝在16米以上的任何高度。因為空氣采樣式煙霧探測系統是通過管網進行主動采樣，可以將采樣點置于建筑物內有效的煙霧探測位置，即煙霧的必經之路上，而不一定是天花板上，從而避免了煙霧分層對火災探測的影響。

此類建筑和環境多安裝有通風設備，于是空調系統的運行成為了另一個火災探測的制約因素。根據通風系統的控制要求以及對其安裝高度（距地面高度）的設計要求，煙霧及火災探測系統的相關設計需要考慮多種因素。

其次，需要克服煙霧稀釋的影響

因為空調系統的混合作用，高大開放式空間中的煙霧會在流動過程中被高度稀釋。因此，在這樣的環境中，選擇靈敏度高且能夠多點采樣的煙霧探測器是至關重要的。即使是此類環境中經常使用的對射式探測器或視頻探測器，相對而言也不夠靈敏。它必須等到火災達到較嚴重的程度才能探測到火災的存在。

點式探測器是在區域中單一的點位進行煙霧探測，如果此處的煙霧濃度不夠大，探測器就不會報警。而空氣采樣式煙霧探測系統是根據采樣的積累提高靈敏度，進行火災的探測，它通過管網上的采樣點進行空氣采樣，即使采樣管安裝在天花板上，突破煙霧分層或稀釋的微量煙霧粒子也可以被捕捉到，探測器對各個采樣點提供的煙霧總量進行檢測，從而提供極早期的火災探測。

在將采樣點安置在場所內高空位置的同時，還可以將采樣點安置在場所內冷熱通風系統的回風格柵處，煙霧會隨空氣流動在回風口被探測到。

第三，在遠離地面的高空對煙霧探測系統進行維護會非常困難

對安裝在高天花板處的傳統煙霧探測器進行維護，需要集合專用的設備和人員，費用高且危險性大。對射式探測器因為在維護后需要重新進行定位調整，同樣需要很高的費用。

我們可以將空氣采樣式煙霧探測器及其采樣探測點安置在容易接近的位置，以便在少數需要維護的情況下便于接近設備。

第四，如何避免誤報

高大開放式空間經常使用紅外對射式的煙霧探測器。不幸的是，宣傳品、展品、貨物等會阻擋射線，導致誤報或故障。而空氣采樣式煙霧探測系統則不易產生誤報。

第五，如何保持建筑的外觀

對于體育館、博物館等場所，傳統點式煙霧探測器會損害建筑物的美觀。我們可以采用隱蔽式的采樣管網安裝方式，這樣，建筑物內的人們就無法察覺到煙霧探測系統的存在。

第六，如何做到對火災的有序響應

空氣采樣式煙霧探測系統能夠在0.005%-20%obs/m煙霧濃度范圍內提供4級報警，可對應不同的響應級別，例如，“警告”（級報警）狀態僅用于召集本地工作人員調查異常狀況，一旦煙霧繼續增加，就會達到“行動”（第二級報警）閾值，這會啟動煙霧控制程序，通過疏散系統啟動報警，并通過傳呼機或手機短信向更多的工作人員發出報警信號。“火警1”（第三級報警）說明火災已迫近或已經起火，在此階段，建筑內的人員已疏散，火災報警控制器上的“區域”已激活，報警信號已傳送到當地的消防監管部門。一旦煙霧濃度充分證明火災已開始，就會激發“火警2”報警閾值，滅火系統也將啟動。

二、空氣采樣式煙霧探測系統在奧林匹克運動會體育場館中的應用

2000年奧林匹克運動會的重要標志之一的封閉式多功能賽場——悉尼SuperDome超級體育館。巨大的碗形賽場高度近39米，分為五層，其面積相當于8個橄欖球場，是南半球大的室內娛樂中心和運動場，可容納21000名觀眾。場館的多功能性意味著SuperDome可舉辦搖滾音樂會、室內風帆運動及正式宴會等各類活動。

其中還增設有大舞廳和體育廳等娛樂場所。這些形式各異的場所以及要求能在8分鐘內疏散人員的新標準，就需要對敞露的樓梯間和有限的出口采取不同的火災探測和防火措施。

此外，由于被稀釋的原因，探測高大露天場所中的煙霧是很困難的。隨著煙霧從地面火源升起，會出現分層現象，使煙霧很難到達天花板。

傳統的防火和生命安全保障措施一直是以法規和標準為基礎的。澳大利亞建筑規范于1997年做了修訂，將性能化設計寫進了導則中。它考慮了建筑技術方面的發展及對火災特性和人類行為的深入了解。在此基礎上，悉尼Holmes防火與安全公司的董事和專家MarianneFoley博士設計了一種特殊的系統解決方案，以滿足一系列對消防系統性能的要求。

這一場館的比賽場地面積超過4,300m2，碗形賽場容積超過350,000m3，這些都遠遠超過了被認為滿足法規所規定的面積和容積。現有規范規定，這種比賽場館應配備噴淋裝置。安裝在屋頂高度的噴淋裝置無法控制地面的火勢。使用噴淋裝置會使煙霧冷卻，使其失去浮力而下降，這樣就會給人員的疏散帶來危險。

在SuperDome超級體育館中采用了性能化設計的防火方案，使用了澳大利亞VisionFire&Security公司生產的VESDA空氣采樣式煙霧探測系統。

實現了： 

1）更大的開放區域；

2）在計算燃料荷載和燃燒時間的基礎上，降低了起火概率，提高了施工的成本效益；

3）更多的可用空間（減少了過道及出口的寬度）；

4）去掉了賽場的噴淋系統；

5）改善了人員疏散及殘疾人對突發事件的應對措施；

6）提高了環境的持續發展性。

VESDA探測系統是世界一流的空氣采樣式煙霧探測系統，它能夠探測火災初期產生的微量煙霧顆粒，對SuperDome超級體育館提供了有效的保護。

結語：

對于高大開放空間，空氣采樣式煙霧探測系統是理想的探測系統，它能夠提供極早期報警，為人員的疏散及火災處置提供了充足的時間，從而有效地避免由于恐慌所導致的人員傷亡，并保護高價值的財產不受損失。