《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》解读
--吸气式感烟火灾探测器部分
在经过了多年的深思熟虑和不断修改之后，正式版《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》终于在万众期盼中发布了。根据近几年来市场对于火灾报警的需求和火灾报警技术的不断进步，新版的火灾自动报警系统设计规范对上一版GB50116-98版做出了较大改动。GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》（以下简称《规范》）在探测器选择方面除了传统的感烟探测器、感温探测器、缆式感温探测器和线型感烟探测器外，针对特定场合还新增了光纤光栅测温系统、火焰探测器、图像型探测器、一氧化碳火灾探测器、吸气式感烟火灾探测器等的选择和相关标准。
其中在某些章节单独列出了吸气式感烟火灾探测器的选择和设计标准，这肯定了目前此类产品在火灾报警领域所起到的作用。对于特殊场所和具有特殊建筑特点的区域，原先普遍使用的点式烟感早已不能满足火灾探测的需要。其实早在多年前，吸气式感烟火灾探测器已经开始陆续地运用在一些特殊场所，但是因为缺少相关的法律法规，市场上的产品质量层次不齐，设计时也只能参考国外的一些标准或相近项目。所以现在新《规范》出台后，不仅为消防/电气设计和应用提出了指导方向，也对整个吸气式感烟火灾探测器领域的规范起到了很好的推进作用。
下面我们就来解析新《规范》中吸气式感烟火灾探测器的相关内容：
5.4 吸气式感烟火灾探测器的选择
5.4.1 下列场所宜选择吸气式感烟火灾探测器（摘自规范第5.4节，22页）： 1. 具有高速气流的场所；
解读：如通信机房、计算机房、无尘室等任何通过空气调节作用而保持正压的场所。在这些场所中，烟雾通常被气流稀释，这给点型感烟探测技术的可靠性带来了困难。而吸气式感烟火灾探测器由于采用主动的吸气式采样方式，并且系统通常具有很高的灵敏度，加之布管灵活，所以成功地解决了气流对于烟雾探测的影响。
（图1：吸气式感烟火灾探测器的工作原理）
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； 解读：如机场航站楼、火车候车大厅、酒店中庭、大型物流中心等场所，空间跨度较大，高度往往超过12m，气流易分层和横向扩散，安装点型感烟、感温火灾探测器完全无法发挥作用。吸气式感烟火灾探测器的管路安装十分灵活，采样孔可开在需要的位置，有效地采集空气样本。
（图2：高大空间烟雾扩散效果图）
3. 低温场所；
解读：例如冷冻冷藏库，点型烟感和线型光束感烟火灾探测器的应用温度限制较大，最低只能应用于-10℃的场所。而冷冻库根据其所储藏物品的类别，温度可能在-10℃~-28℃之间，此时，上述的烟感即无法使用。同样需要指出和注意的是，某些以激光为光源的吸气式感烟火灾探测器主机也无法直接安装在冷库内，只能安装在库外，通过在墙面上打孔后安装管路，容易破坏保温层，造成能耗的浪费；同时引起采样管温差，造成冷凝结冰等，影响设备的使用。所以在此类低温场所，推荐使用HPLS为光源的吸气式感烟火灾探测器，它的应用温度为-40℃~+60℃，能直接安装在冷库内，不仅安装方便，不影响冷库的整体性，而且维护也非常简单。
4. 需要进行隐蔽探测的场所；
解读：有些建筑为了建筑的美观（例如仿古建筑），或是为了防止人为破坏，需要将探测器进行隐蔽安装。如果安装普通的点型烟感，势必破坏建筑整体风格。而吸气式感烟火灾探测器可以将管路敷设在夹层等不宜察觉之处，从而避免了对视觉美观的破坏。
（图3：使用天花穿件和毛细管进行隐蔽安装）
5. 需要进行火灾早期探测的重要场所；
解读：有些场所一旦发生火灾，将造成巨大损失，例如通信设施、设备机房、数据中心以及珍贵文档文物馆等，需要选择高灵敏度的吸气式感烟火灾探测器，对这些场所进行极早期探测和保护。吸气式感烟火灾探测器在烟雾初始阶段，甚至是阴燃阶段，就能探知烟雾的存在，为及时采取有效措施提供了宝贵的时间。
（图4：吸气式感烟火灾探测系统和其他技术的对比）
6. 人员不宜进入的场所；
解读：无尘室、电子元器件生产厂房需要保持较高洁净度，所以对人员的进入有较高的限制；而有些场所由于空间狭窄，例如地铁通道格栅等位置，也不方便人员进入，如果安装点型烟感，对于维护保养会造成很大的困难。而吸气式感烟火灾探测器无需频繁的检查及维护，降低了所需的工作量。
5.4.2 灰尘比较大的场所，不应选择没有过滤网和管路自清洗功能的管路采样式吸气感烟火灾探测器。 解读：灰尘较大的场所，应安装大容量的空气过滤装置过滤掉颗粒较大的灰尘，防止过多灰尘污染探测器。最好选择外置式的过滤装置，这样可以方便清洗和更换，降低了使用成本。同时应加装管路反吹/清洗装置，如三通等，便于定期对管路进行清洁维护，保证设备运行畅顺。
（图5：可清洗和更换的空气过滤器） （图6：反吹系统的安装）
6.2.17 管路采样式吸气感烟火灾探测器的设置，应符合下列规定（摘自规范第6.2.17小节，27页）： 1. 非高灵敏型探测器的采样管网安装高度不应超过16m；高灵敏型探测器的采样管网安装高度可超过16m；采样管网安装高度超过16m 时，灵敏度可调的探测器必须设置为高灵敏度，且应减小采样管长度和采样孔数量；
解读：管路的安装必须遵守严格的规定，否则产品性能无法得到正常的发挥。瓦格纳独有PipeXpress管路设计系统，能够在符合欧标EN54-20的前提下，快速并合理地根据项目的特点制定出最优化的设计方案。
2. 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；
解读：由于吸气式感烟火灾探测器的一个采样孔相当于一个点型感烟火灾探测器，所以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。
3. 一个探测单元的采样管总长不宜超过200m，单管长度不宜超过100m，同一根采样管不应穿越防火分区。采样孔总数不宜超过100个，单管上的采样孔数量不宜超过25个；
解读：在中国进行销售的吸气式感烟火灾探测器均应根据《GB15631-2008特种火灾探测器》的标准进行测试并获得相应的CCCF认证。在检测报告中，详细列出了每个产品的技术参数。
例如，瓦格纳TITANUS系列的产品在检测报告中明确：“每个产品具有2个探测单元“，……每个探测单元采用单管设计条件下，吸气管路单管最大使用长度为110m，在采用双U型管路情况下最大使用长度为220m ……探测器总管路最大使用长度为440m，采样孔数量最多为80个。”瓦格纳的产品参数完全满足规范所提及的要求；对比与只有一个探测单元的产品，瓦格纳采用2个探测单元应用在具体的项目上，能够起到优化的成本和性价比；不管怎样，规范明确设计极限参数，是为了保证产品适用在具体项目上能够发挥良好的探测效果，而瓦格纳的检测实验数据略高于规范中的数据，实际应用中，若结合规范要求，瓦格纳的产品将会发挥出更好的探测性能。
4. 当采样管道采用毛细管布置方式时，毛细管长度不宜超过4m；
解读：有时为了美观或其他原因，需要隐蔽安装空气采样管。比如将采样管安装在天花吊顶之上，此时宜选用毛细管，并将其连接到管路系统中。当采样管采用毛细管布置方式时，由于毛细管的直径较小，一般内径在9mm左右，所以毛细管长度不能过长，以免影响进气量和探测性能。
（图7：吊顶毛细管安装指示1） （图8：吊顶毛细管安装指示2）
5. 吸气管路和采样孔应有明显的火灾探测器标识；
解读：为了便于观察，维护和管理，应显著标出采样孔的位置。比如瓦格纳使用其专利的采样膜片和标识带来规范每个采样孔的大小，并且颜色显著，便于识别。
（图9：采样孔标识）
6. 有过梁、空间支架的建筑中，采样管路应固定在过梁、空间支架上；
解读：本条主要强调了管路的固定。此外，在管路设计时，也应考虑过梁对于采样效果的影响： ?
当梁突出顶棚的高度超过600mm或者大于顶棚总高度10% 时，必须设置采样孔并采用T型的立管采样。 ? ? ?
当梁突出顶棚的高度小于200mm 时，可不计梁对探测器保护面积的影响。 主梁距离大于4米时可采取在主梁中间吊杆将PVC管托起。
T型上升采样管由主管三通过渡至取样管，最长可达4m，且应计入总管长内。上升管上采样孔距顶部小于20cm，而末端堵头不需开孔。 ?
采样孔开口应向同一方向，且孔口距离墙壁、梁壁不小于50cm。
（图10：梁间安装示意图）
7. 当采样管道布置形式为垂直采样时，每2℃温差间隔或3m 间隔（取最小者）应设置一个采样孔，采样孔不应背对气流方向；
解读：在高大空间内，当阳光的照射使封闭空间中的空气在天花板下方形成热气层时，就会导致烟雾分层现象的发生。而当热气层的温度高于烟雾时，它就会阻碍烟雾到达安装在天花板处。此外，由于空调作
用，还可能在某个高度形成对流层，阻碍烟雾上升，所以应在墙面垂直布置采样管。同时采样孔应正对或45°角对应气流方向，能够更大限度地采集空气样本。
8. 采样管网应按经过确认的设计软件或方法进行设计；
解读：通常情况下，采样孔孔径在2~5mm之间，可参照产品检验报告上的数值。或者根据厂商提供的模拟计算软件计算出采样孔的孔径。例如，瓦格纳就为用户免费提供管路设计软件PipeXpress，只需输入相关项目信息，就能方便地计算出布管方式、采样孔数量、直径等信息，并生成一份经VdS认证的一致性证明。极大地简化了设计流程，避免了不合理的设计。
12.4 高度大于12 米的空间场所（摘自规范12.4节，47页）
12.4.1 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。
12.4.2 火灾初期产生大的场所，应选择线型光束感烟火灾探测器、管路吸气式感烟火灾探测器或图像型感烟火灾探测器。
解读：建筑高度大于12m的场所，例如机场航站楼、大型仓库、古建筑、酒店及办公大楼中庭、大型购物中心、体育场馆等区域，采用吸气式感烟火灾探测器和其他规范允许的探测器进行双重探测。
12.4.4 管路吸气式感烟火灾探测器的设置应符合下列要求：
1. 探测器的采样管宜采用水平和垂直结合的布管方式，并保证至少有两个采样孔在16m 以下，并宜有2 个采样孔设置在开窗或通风空调对流层下面1m 处； 2. 可在回风口处设置起辅助报警作用的采样孔。
解读：当高度大于16m时，阴燃火灾烟雾受热分层效应或空调气流的影响，使其不能上升到屋顶位置，此时在垂直位置敷设采用管并在空调对流层下1m处开采样孔，有利于采集空气样本。另一个对抗空调作用的方式是在回风口出布置采样管，这是空气流动的必经之路，在这里开采样孔能更有效的进行探测。
（图11：回风口管路安装指示） （图12：回风口管路安装示例）
值得注意的是，各种不同场所对于火灾探测系统的要求是不同的，有的需要对抗高气流（如洁净室，数据中心），有的对应用温度有要求（如冷库），所以应根据具体项目的要求，在符合规范的前提下，合理灵活地进行设计。
《GB50116-2013 火灾自动报警系统设计规范》解读- 吸气式感烟火灾探测器部分
