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摘要： 分析了大型工业厂房内火灾的特点及各种火灾报警探测器的优缺点，提出了合理的系统产品选型和火灾预防方案设计。
关键词：大型工业厂房，点型感光火焰探测器.
一．引言
近二十年来，随着我国经济体制改革不断深化，各类工业企业飞速发展，工业厂房的建设任务越来越重，建筑体量也由过去分散独立的几百平米向大规模联合的几万平米大型厂房发展，其消防安全问题日益为世人所关注。大型工业厂房多采用轻钢结构，厂房的承重构件一般为钢柱、网架，外表面覆以铝锌钢板或镀锌钢板，其柱、梁的耐火时间均为0.25～0.5小时，防火能力差、易倒塌，一旦发生火灾，扑救十分困难，易造成严重损失。
火灾自动报警系统在大型工业厂房消防系统中起着极其重要的安全保障作用，报警方式有两种：手动报警按钮和火灾自动探测器。在大型厂房内一般按照消防规范一定距离设置一套手动报警按钮。火灾自动探测器可选择点型感光火焰探测器，根据其保护范围设置。
二．大型工业厂房的火灾危险性
1、火势发展快，易形成大面积燃烧。大型工业厂房跨度大，内部空间大，门窗多，空气流通快,一旦发生火灾，极易在强对流的作用下形成大面积火灾。
2、耐火性能差，易倒塌。钢结构及钢筋砼材料在发生火灾时，强度会迅速下降。据测试，在全负荷情况下，使钢结构及钢筋砼材料失去静态平衡稳定性的临界温度为500度，而一般火场温度可达到1000度，在如此高的温度下厂房结构会很快发生变形产生局部破坏，普通厂房一般在火灾后15分钟左右就会丧失承重功能而垮塌。
3、扑救困难。大型工业厂房发生火灾火势会很快发展到猛烈阶段,加上内部设备多，布置复杂，阻碍救火人员深入内部进攻，一般水枪射流难以达到起火点，灭火药剂使用效果大打折扣，而且扑救火灾时畏惧坍塌心理对作战决心形成、进攻路线选择都会产生影响。
三．大型工业厂房的火灾特点
蔓延迅速：发生在大型厂房中的火灾，最常见是由于燃油、工业原料及成品燃烧形成的，是一种开放性火灾，带有浓烟，其热辐射率为数兆瓦级，通常在8～10分钟形成火灾。燃料泄漏形成坑池时，火灾在1～3分钟内完全形成。
疏散困难：大型工业厂房内疏散路径少，通道横断面小，原料设备密集,人员比较集中，快速疏散困难。
进攻困难：大型工业厂房发生火灾，消防人员进攻道路缺乏，很难接近火源扑救,火灾如发生在厂房中心，从门口进攻到火灾现场有时也有几百米或更长的距离，加之缺乏照明，进行内攻灭火几乎是不可能的。
四．大型工业厂房的火灾探测器选型
大型工业厂房内火灾探测器的应用经历了几个阶段，主要分两大类，线型感温探测器，点型感光火焰探测器。
4.1线型感温探测器
线型感温探测器主要产品包括线型感温电缆、空气管差温探测器、光纤感温探测器。线型感温电缆属于电缆产品，一般设计安装在厂房上部，当发生火灾时，只有在火灾的燃烧使空气温度升到特定值时而引起报警。由于有些大型工业厂房内污染严重，采用线型感温电缆必然存在以下缺点：测温反应时间长，报警点和实际着火点位置有误差，维护需要封闭并采用登高设施进行，维护困难。感温电缆主要适用于电缆沟和电缆桥架，感温电缆附在被保护的电缆上和电缆沟内，用以保护动力电缆和控制电缆，上海某企业大型工业厂房曾使用过该产品，但效果不理想，深圳早期使用点式探测器而后将其淘汰改为缆式线型感温探测器，但效果均不理想。在现代大型工业厂房中一般考虑不设置线型感温电缆。
空气管差温探测器曾是大型工业应用较多的产品，它是一种从西德引进的技术，在国内有开发的类似产品。当发生火灾时，敏感元件铜管内空气受热膨胀，利用该推力转化为开关量电信号报警。近几年来先后在重庆、广东、浙江等应用。实践证明：该产品可靠性、稳定性、灵敏度调节难以稳定，容易产生误报警，延迟报警。
光纤感温探测系统是一套利用光纤作为线性感温探测器的高新技术，其基本原理是利用光纤中石英分子键受温度上升而产生晶格振动。这种振动会导致在光纤中传输的光产生散射，而散射量的大小可以直接反应温度的高低。因此光纤感温探测系统可以将环境温度以连续的线性方式表示出来，但它仍然保持感温电缆的一些缺点：厂房内风速大，测温反应时间长，维护困难，且造价高，国内无成功的应用业绩。
4.2点型感光火焰探测器
点型感光火焰探测器利用火焰热辐射强度、特定波长，及火焰闪烁频率判定火灾，不受厂房内风速影响，具有响应速度快、误报率低、寿命长和维护方便等特点。探测器一般安装在墙壁上，保护半径大，可用于大跨度厂房，能自动检测大型工业厂房内发生的火灾，并将发生火灾的位置报告消防管理中心。此检测器具有监视范围广、灵敏度高的性能，而且对太阳光及白炽灯、水银灯、荧光灯等人工照明灯不会产生误动作，在电场辐射、电磁干扰、电脉冲等恶劣环境下仍能稳定工作。在结构上充分做到了防水、防尘、防锈、防腐蚀，防护等级达到IP65。
点型感光火焰探测器利用三个传感元件对火灾信息和非火灾信息的相关检测来实现对火焰与背景干扰的分辨，中心灵敏元作为主要火灾探测，另外两个灵敏元作为现场背景辐射探测，每个灵敏元均采用了多频率处理技术，信号通道采用了两个频率段的信号放大与处理电路：一个用于鉴别大火情况的频率闪烁,一个用于鉴别小火情况下的频率闪烁，同时实时采集现场其它非火警辐射数据作为参比。各个通道的信号再通过数摸转换和微电脑处理，实现可靠、快速的报警功能，捕捉火焰特有的燃烧变化频率（1～15HZ）。火焰光的光谱分布情况与自然光或人工照明灯光不同。探测器对一般照明光学输入相对光谱和机械火灾或燃油火灾时检测器的相对光谱比较，对于不同波长带域各具灵敏度的三个检测元件，比较辐射光的输入值，作为检测火灾的判断因素之一。因此可确保探测器快速响应火灾、扩大了监视区域，又可杜绝误报现象发生，大量减少探测器安装的数量。该探测器在0.1平方米的燃油火灾情况下，响应时间达到15秒以内，保护距离达到50米；在0.4平方米的燃油火灾情况下，响应时间达到10秒以内，保护距离达到80米，提高了报警的灵敏度，扩大了保护范围;探测器内部电路采用抗雷击特殊设计，避免由于雷电引起的误报现象。
特殊的结构设计和窄带滤光透窗技术的使用也加强了探测器的可靠性，很大程度上对黑体的辐射有了明显的抑制效果，因此太阳光、荧光灯、纳灯等都不会使探测器误动作。特殊结构的受光窗污损50%时，仍能检测火灾，从而极大减少清扫次数；其安装方式采用万向旋转方式，具有安装方便，维护简单的特点。
五．火灾自动报警系统配置设计方案
大型工业厂房内火灾自动报警系统设计首先必须符合GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》的要求，同时也要合理选配产品，做到安全适用、技术先进、经济合理,应以感烟火灾探测器选用為主，个别不宜选用感烟火灾探测器的场所，应该选用感温火灾探测器。
设置间距：每隔30米设置一台点型感光火焰探测器、智能手动报警按钮、声光报警器、电话插孔，通过信号模块箱由总线连接至消防控制中心的火灾报警控制器。
安装高度：通常为检修通道上方2.5～3.5 米,其安装面高度不宜超过12米,探测器周围0.5米范围内不应有遮挡物。
六、结束语
火灾自动报警系统及其联动控制应当属于建筑设备自动化系统（ABS）范畴,具有特殊的管理要求，其报警线、联动线、通信线基本自成体系，但大型工业厂房的发展和火灾自动报警系统日趋成熟，二者在应用上的结合将越来越密切。设计选配火灾自动报警系统时，一定要考虑二者在连接界面上的适配性,使它们在安装、运行上以最好的方式结合起来。大型工业厂房内火灾探测器在国内已有应用，并且发挥了巨大作用，笔者希望该系统能对大型工业厂房消防设计完善起到一定的借鉴作用。
关键词：大型工业厂房，点型感光火焰探测器.
一．引言
近二十年来，随着我国经济体制改革不断深化，各类工业企业飞速发展，工业厂房的建设任务越来越重，建筑体量也由过去分散独立的几百平米向大规模联合的几万平米大型厂房发展，其消防安全问题日益为世人所关注。大型工业厂房多采用轻钢结构，厂房的承重构件一般为钢柱、网架，外表面覆以铝锌钢板或镀锌钢板，其柱、梁的耐火时间均为0.25～0.5小时，防火能力差、易倒塌，一旦发生火灾，扑救十分困难，易造成严重损失。
火灾自动报警系统在大型工业厂房消防系统中起着极其重要的安全保障作用，报警方式有两种：手动报警按钮和火灾自动探测器。在大型厂房内一般按照消防规范一定距离设置一套手动报警按钮。火灾自动探测器可选择点型感光火焰探测器，根据其保护范围设置。
二．大型工业厂房的火灾危险性
1、火势发展快，易形成大面积燃烧。大型工业厂房跨度大，内部空间大，门窗多，空气流通快,一旦发生火灾，极易在强对流的作用下形成大面积火灾。
2、耐火性能差，易倒塌。钢结构及钢筋砼材料在发生火灾时，强度会迅速下降。据测试，在全负荷情况下，使钢结构及钢筋砼材料失去静态平衡稳定性的临界温度为500度，而一般火场温度可达到1000度，在如此高的温度下厂房结构会很快发生变形产生局部破坏，普通厂房一般在火灾后15分钟左右就会丧失承重功能而垮塌。
3、扑救困难。大型工业厂房发生火灾火势会很快发展到猛烈阶段,加上内部设备多，布置复杂，阻碍救火人员深入内部进攻，一般水枪射流难以达到起火点，灭火药剂使用效果大打折扣，而且扑救火灾时畏惧坍塌心理对作战决心形成、进攻路线选择都会产生影响。
三．大型工业厂房的火灾特点
蔓延迅速：发生在大型厂房中的火灾，最常见是由于燃油、工业原料及成品燃烧形成的，是一种开放性火灾，带有浓烟，其热辐射率为数兆瓦级，通常在8～10分钟形成火灾。燃料泄漏形成坑池时，火灾在1～3分钟内完全形成。
疏散困难：大型工业厂房内疏散路径少，通道横断面小，原料设备密集,人员比较集中，快速疏散困难。
进攻困难：大型工业厂房发生火灾，消防人员进攻道路缺乏，很难接近火源扑救,火灾如发生在厂房中心，从门口进攻到火灾现场有时也有几百米或更长的距离，加之缺乏照明，进行内攻灭火几乎是不可能的。
四．大型工业厂房的火灾探测器选型
大型工业厂房内火灾探测器的应用经历了几个阶段，主要分两大类，线型感温探测器，点型感光火焰探测器。
4.1线型感温探测器
线型感温探测器主要产品包括线型感温电缆、空气管差温探测器、光纤感温探测器。线型感温电缆属于电缆产品，一般设计安装在厂房上部，当发生火灾时，只有在火灾的燃烧使空气温度升到特定值时而引起报警。由于有些大型工业厂房内污染严重，采用线型感温电缆必然存在以下缺点：测温反应时间长，报警点和实际着火点位置有误差，维护需要封闭并采用登高设施进行，维护困难。感温电缆主要适用于电缆沟和电缆桥架，感温电缆附在被保护的电缆上和电缆沟内，用以保护动力电缆和控制电缆，上海某企业大型工业厂房曾使用过该产品，但效果不理想，深圳早期使用点式探测器而后将其淘汰改为缆式线型感温探测器，但效果均不理想。在现代大型工业厂房中一般考虑不设置线型感温电缆。
空气管差温探测器曾是大型工业应用较多的产品，它是一种从西德引进的技术，在国内有开发的类似产品。当发生火灾时，敏感元件铜管内空气受热膨胀，利用该推力转化为开关量电信号报警。近几年来先后在重庆、广东、浙江等应用。实践证明：该产品可靠性、稳定性、灵敏度调节难以稳定，容易产生误报警，延迟报警。
光纤感温探测系统是一套利用光纤作为线性感温探测器的高新技术，其基本原理是利用光纤中石英分子键受温度上升而产生晶格振动。这种振动会导致在光纤中传输的光产生散射，而散射量的大小可以直接反应温度的高低。因此光纤感温探测系统可以将环境温度以连续的线性方式表示出来，但它仍然保持感温电缆的一些缺点：厂房内风速大，测温反应时间长，维护困难，且造价高，国内无成功的应用业绩。
4.2点型感光火焰探测器
点型感光火焰探测器利用火焰热辐射强度、特定波长，及火焰闪烁频率判定火灾，不受厂房内风速影响，具有响应速度快、误报率低、寿命长和维护方便等特点。探测器一般安装在墙壁上，保护半径大，可用于大跨度厂房，能自动检测大型工业厂房内发生的火灾，并将发生火灾的位置报告消防管理中心。此检测器具有监视范围广、灵敏度高的性能，而且对太阳光及白炽灯、水银灯、荧光灯等人工照明灯不会产生误动作，在电场辐射、电磁干扰、电脉冲等恶劣环境下仍能稳定工作。在结构上充分做到了防水、防尘、防锈、防腐蚀，防护等级达到IP65。
点型感光火焰探测器利用三个传感元件对火灾信息和非火灾信息的相关检测来实现对火焰与背景干扰的分辨，中心灵敏元作为主要火灾探测，另外两个灵敏元作为现场背景辐射探测，每个灵敏元均采用了多频率处理技术，信号通道采用了两个频率段的信号放大与处理电路：一个用于鉴别大火情况的频率闪烁,一个用于鉴别小火情况下的频率闪烁，同时实时采集现场其它非火警辐射数据作为参比。各个通道的信号再通过数摸转换和微电脑处理，实现可靠、快速的报警功能，捕捉火焰特有的燃烧变化频率（1～15HZ）。火焰光的光谱分布情况与自然光或人工照明灯光不同。探测器对一般照明光学输入相对光谱和机械火灾或燃油火灾时检测器的相对光谱比较，对于不同波长带域各具灵敏度的三个检测元件，比较辐射光的输入值，作为检测火灾的判断因素之一。因此可确保探测器快速响应火灾、扩大了监视区域，又可杜绝误报现象发生，大量减少探测器安装的数量。该探测器在0.1平方米的燃油火灾情况下，响应时间达到15秒以内，保护距离达到50米；在0.4平方米的燃油火灾情况下，响应时间达到10秒以内，保护距离达到80米，提高了报警的灵敏度，扩大了保护范围;探测器内部电路采用抗雷击特殊设计，避免由于雷电引起的误报现象。
特殊的结构设计和窄带滤光透窗技术的使用也加强了探测器的可靠性，很大程度上对黑体的辐射有了明显的抑制效果，因此太阳光、荧光灯、纳灯等都不会使探测器误动作。特殊结构的受光窗污损50%时，仍能检测火灾，从而极大减少清扫次数；其安装方式采用万向旋转方式，具有安装方便，维护简单的特点。
五．火灾自动报警系统配置设计方案
大型工业厂房内火灾自动报警系统设计首先必须符合GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》的要求，同时也要合理选配产品，做到安全适用、技术先进、经济合理,应以感烟火灾探测器选用為主，个别不宜选用感烟火灾探测器的场所，应该选用感温火灾探测器。
设置间距：每隔30米设置一台点型感光火焰探测器、智能手动报警按钮、声光报警器、电话插孔，通过信号模块箱由总线连接至消防控制中心的火灾报警控制器。
安装高度：通常为检修通道上方2.5～3.5 米,其安装面高度不宜超过12米,探测器周围0.5米范围内不应有遮挡物。
六、结束语
火灾自动报警系统及其联动控制应当属于建筑设备自动化系统（ABS）范畴,具有特殊的管理要求，其报警线、联动线、通信线基本自成体系，但大型工业厂房的发展和火灾自动报警系统日趋成熟，二者在应用上的结合将越来越密切。设计选配火灾自动报警系统时，一定要考虑二者在连接界面上的适配性,使它们在安装、运行上以最好的方式结合起来。大型工业厂房内火灾探测器在国内已有应用，并且发挥了巨大作用，笔者希望该系统能对大型工业厂房消防设计完善起到一定的借鉴作用。