空氣采樣早期煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)在通信機(jī)房中的應(yīng)用

1、空氣采樣早期煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)在通信機(jī)房中的應(yīng)用    摘要：文章通過(guò)通信機(jī)房及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的闡述，提出了這兩者之間的關(guān)聯(lián)和發(fā)展，進(jìn)而詳細(xì)了說(shuō)明空氣采樣早期煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：空氣采樣 煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng) 通信機(jī)房 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展，通信設(shè)備系統(tǒng)集成要求越來(lái)越高，高度的系統(tǒng)集成使過(guò)去多間機(jī)房容納的設(shè)備被濃縮到一個(gè)機(jī)柜中，這樣，機(jī)內(nèi)通風(fēng)及機(jī)房環(huán)境的恒溫恒濕是必不可少的，而機(jī)內(nèi)通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備的采用，能起到降低溫度避免溫度過(guò)高而且發(fā)生火災(zāi)的作用，從而對(duì)火災(zāi)煙霧起到了稀釋作用，這樣，初始火災(zāi)產(chǎn)生的煙熱浮力變小，難以達(dá)到天花板，這就大大地推遲了

2、普通被動(dòng)式點(diǎn)型感煙探測(cè)器的響應(yīng)報(bào)警時(shí)間，甚至因煙霧嚴(yán)重稀釋或難以擴(kuò)散至探測(cè)器使它無(wú)用武之地。通信機(jī)房是信息網(wǎng)絡(luò)的心臟，由于通信設(shè)備價(jià)格昂貴，一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且造成設(shè)備癱瘓，將使政府、公司、銀行、商業(yè)、工廠及個(gè)人的通信聯(lián)絡(luò)中斷和數(shù)據(jù)丟失，其損失是無(wú)法估計(jì)的，更重要的是社會(huì)效益難以挽回。如1995年4月1日，廣東省汕頭市金砂郵電大樓因電線短路引發(fā)火災(zāi)，燒毀5萬(wàn)門程控交換機(jī)、20萬(wàn)門全自動(dòng)傳呼交換機(jī)和查詢臺(tái)、長(zhǎng)途交換機(jī)房等，造成國(guó)際、國(guó)內(nèi)通訊中斷達(dá)40余小時(shí)，過(guò)火及煙熏面積約600平方；2002年2月27日?？谑型ㄐ艡C(jī)房發(fā)生火災(zāi)，造成包括省委、省府等四大班子在內(nèi)的6500個(gè)接

3、入網(wǎng)用戶通信中斷，52個(gè)中國(guó)移動(dòng)通信基站的通信受阻，出入局呼叫、數(shù)據(jù)通信小靈通網(wǎng)絡(luò)、部分金融系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)亦受到不同程度影響；此起火災(zāi)系傳輸機(jī)房?jī)?nèi)一條48伏電源線短路而造成；因此在通信機(jī)房?jī)?nèi)實(shí)現(xiàn)火情提早報(bào)警會(huì)贏得充足的時(shí)間去發(fā)現(xiàn)和處理火情，避免釀成火災(zāi)，這是至關(guān)重要的。機(jī)房設(shè)備的電線、電纜的塑料絕緣層，為增加阻燃性，均加入了鹵化物和磷酸鹽之類的添加劑。這些添加劑減緩了火勢(shì)蔓延，但產(chǎn)生過(guò)量的煙霧，這些煙霧導(dǎo)電的隨機(jī)性可能引起電路的誤操作，元件上的煙塵還可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)部件的磨損。煙塵沉積在存儲(chǔ)介質(zhì)如磁盤、磁帶上時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤信息。直徑0.5微米（相當(dāng)于一根頭發(fā)粗細(xì)的1/150）的煙塵顆粒

4、會(huì)損傷硬盤驅(qū)動(dòng)器。另外，起火時(shí)除產(chǎn)生熱和煙外，也釋放出腐蝕性氣體和有毒氣體，大多數(shù)塑料燃燒時(shí)產(chǎn)生的是酚性氣體，聚氯乙烯絕緣燃燒時(shí)釋放出大量氯化氫氣體，它與水分子結(jié)合形成鹽酸，鹽酸是一種侵蝕電子元件接線端子和電路板的強(qiáng)腐蝕性試劑，必將危及設(shè)備的正常運(yùn)行。那么在形成煙霧之前，早期報(bào)警就會(huì)避免這種損失。要提高報(bào)警，就需要高的探測(cè)靈敏度，也就要求比較微弱的煙時(shí)就能報(bào)警。而普通點(diǎn)型感煙探測(cè)器必須被動(dòng)地等待煙霧聚集到足夠濃度才報(bào)警，這就限制了它在此環(huán)境中的使用。1301在過(guò)去一直是電氣設(shè)備的主要滅火劑，但由于其破壞地球臭氧層而正在逐步被淘汰。二氧化碳需要高濃度，也是有害的，而且由于它是低溫釋放，可能對(duì)運(yùn)行

5、中的電氣設(shè)備造成凝霜，帶電設(shè)備上會(huì)出現(xiàn)電解腐蝕。目前1301和CO2滅火劑已被FM取代，但所有滅火系統(tǒng)都要煙霧探測(cè)器來(lái)啟動(dòng)，啟動(dòng)越早，損失越小，要能夠提高發(fā)現(xiàn)火情，將火災(zāi)撲滅在萌芽中，避免形成濃煙和不必要的滅火劑噴灑，對(duì)機(jī)房來(lái)說(shuō)采用早期煙霧報(bào)警系統(tǒng)非常必要。因?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備終年運(yùn)行，不可停頓，而煙霧控測(cè)器要求應(yīng)使維護(hù)、檢修量變得最小，應(yīng)避免爬至吊頂去檢修。一旦有金屬物品掉入機(jī)柜，后果將不堪設(shè)想。另外，機(jī)房?jī)?nèi)有各種設(shè)備如交換機(jī)、發(fā)射機(jī)、高壓電源、電腦等，探測(cè)器不能受電磁干擾，否則易引起誤報(bào)或引起誤噴灑。通信機(jī)房的火災(zāi)隱患主要產(chǎn)生于電纜、電線的過(guò)電壓或過(guò)電流，實(shí)踐表明普通感煙探測(cè)器報(bào)警時(shí)，電線、電纜已

6、燒毀，無(wú)法再使用。這樣，即使是普通的感煙探測(cè)系統(tǒng)報(bào)了警時(shí)也無(wú)濟(jì)于事，必須早報(bào)警，要求電纜、電線剛剛出現(xiàn)過(guò)熱，發(fā)出焦糊味但還沒(méi)有生成可見(jiàn)煙，電線、電纜還沒(méi)有變形時(shí)就報(bào)警，那么早期報(bào)警就能避免設(shè)備和線纜不受損傷。另外，機(jī)房的數(shù)據(jù)保存、人員的疏散也需要有足夠的時(shí)間來(lái)處理，這樣，早期報(bào)警就成為機(jī)房環(huán)境的火災(zāi)防范必不可少的要求。通信建筑對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的要求歸納如下：1.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)要適合工作在有較強(qiáng)空氣流動(dòng)的環(huán)境中，一般空氣更換率在2040次/小時(shí)或更高。2.為及早發(fā)現(xiàn)火情，有足夠的時(shí)間進(jìn)行人工處理和撲救，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)要在火情初期提早報(bào)警。3.為防止誤報(bào)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)要適合工作在有電磁干擾的

7、環(huán)境中，而且不會(huì)因灰塵、潮濕產(chǎn)生誤報(bào)。4.機(jī)房設(shè)備運(yùn)行不可中斷，其火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)使維護(hù)次數(shù)降到最低，檢修麻煩是不可取的。5.要盡量避免滅火劑噴灑，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)要早報(bào)警，以便有足夠的時(shí)間處理火情，避免形成火災(zāi)。6.機(jī)房中火災(zāi)生成的煙霧和氣體，具有很強(qiáng)的腐蝕性，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在火災(zāi)初期就要報(bào)警，不讓煙霧污染設(shè)備，這就要求具有很高的靈敏度，并且對(duì)各種材料燃燒產(chǎn)生的煙霧均有一致且靈敏的反應(yīng)。7.火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)必須是高可靠性、高穩(wěn)定性、高靈敏度及便于維護(hù)，以降低其運(yùn)行成本。8.特別是對(duì)無(wú)人值守或相距分散的機(jī)房應(yīng)具備聯(lián)網(wǎng)功能，要做到遠(yuǎn)距離集中監(jiān)控，統(tǒng)一管理，而且擴(kuò)容升級(jí)方便。試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)表明，絕

8、大多數(shù)火災(zāi)都可分為四個(gè)階段：初始階段，存在著肉眼看不見(jiàn)的很微弱的煙霧，火災(zāi)的初始階段發(fā)展很慢，可長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，且不易被人們發(fā)現(xiàn)。而普通的感煙探測(cè)器在這個(gè)階段還沒(méi)有反應(yīng)，如果火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)能夠在這一階段及早發(fā)現(xiàn)火情并報(bào)警，將為控制火勢(shì)發(fā)展贏得寶貴的時(shí)機(jī)；可見(jiàn)煙霧燃燒階段，可以看到煙霧的明顯存在，這也是離子、光電感煙探測(cè)器工作的階段，這個(gè)階段離明火的出現(xiàn)僅有數(shù)分鐘；火焰燃燒階段，陰燃聚集的熱量導(dǎo)致物質(zhì)出現(xiàn)有焰燃燒；劇烈燃燒階段，環(huán)境溫度上升數(shù)十度至幾百度，這是感溫探測(cè)器、水噴淋的動(dòng)作溫度區(qū)。由于傳統(tǒng)的探測(cè)器一般都在火災(zāi)發(fā)展到后三個(gè)階段時(shí)發(fā)出報(bào)警，而這三個(gè)階段時(shí)是相對(duì)較短，約幾秒鐘到十幾分鐘，所以即使發(fā)

9、現(xiàn)火警也為時(shí)過(guò)晚。 普通的感煙探測(cè)器工作在第二個(gè)階段，從實(shí)驗(yàn)得知，它發(fā)出報(bào)警時(shí)，在被保護(hù)區(qū)內(nèi)已是煙霧彌漫，雖然報(bào)了警，但機(jī)房工作人員沒(méi)有足夠的時(shí)間去處理，錯(cuò)過(guò)了將火撲滅在萌芽階段的良機(jī)，即使啟動(dòng)了滅火設(shè)備，這時(shí)已造成了財(cái)產(chǎn)和人員不同程度的損傷，更何況通信設(shè)備是不允許停頓和中斷的，因此提早報(bào)警至關(guān)重要。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)電信系統(tǒng)較多機(jī)房中采用的空氣采樣式早期煙霧探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)較好地解決了在火災(zāi)初期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警的問(wèn)題，這一系統(tǒng)的代表產(chǎn)品如澳大利亞GODEX PTY.LTD公司生產(chǎn)的GODEX型空氣采樣式感煙火災(zāi)探測(cè)器、中國(guó)山東宏雁消防自控有限公司引進(jìn)澳大利亞技術(shù)生產(chǎn)的VESDA空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)以

10、及香港科藝公司的國(guó)外產(chǎn)品?？諝獠蓸釉缙跓熿F探測(cè)系統(tǒng)是利用伸向被保護(hù)區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)，由偵測(cè)腔內(nèi)的抽氣泵經(jīng)由空氣采樣管路不斷地抽取防護(hù)區(qū)域內(nèi)的空氣樣品進(jìn)行檢測(cè)，而不是被動(dòng)地等待煙霧的擴(kuò)散，經(jīng)過(guò)濾器將空氣中的灰塵去掉，再進(jìn)入激光室，激光源所發(fā)出的光經(jīng)過(guò)聚焦后在偵測(cè)腔的正中聚焦，當(dāng)煙粒子經(jīng)過(guò)樣本抽取網(wǎng)絡(luò)被傳送回偵測(cè)腔時(shí)，相對(duì)比例的煙粒子通過(guò)聚焦點(diǎn)時(shí)所形成的光線折射率會(huì)被接收器讀取，對(duì)空氣中的煙霧量進(jìn)行分析，此讀數(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算后就能反映出煙霧的濃度大小及相應(yīng)的比例（其工作原理見(jiàn)下圖）空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)偵測(cè)室具有極高的靈敏度且其靈敏度連續(xù)可調(diào)，探測(cè)范圍廣。煙粒子的基本直徑在十微米以下，空氣采樣早期煙霧

11、探測(cè)系統(tǒng)的靈敏度為0.0044obs/m（傳統(tǒng)探測(cè)器一般為5obs/m），因此，它可以探測(cè)到很微弱的煙霧，火情報(bào)警時(shí)間大為提前，使值班人員有充足的時(shí)間尋找火源，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，制止火?zāi)的發(fā)生，最終避免火災(zāi)及滅火過(guò)程中造成的業(yè)務(wù)中斷或設(shè)備損毀所帶來(lái)的巨大損失?？諝獠蓸釉缙跓熿F探測(cè)系統(tǒng)的取樣管路的設(shè)置具有極大的彈性，系統(tǒng)可用在許多傳統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮功效的場(chǎng)所，采樣管網(wǎng)采用pvc阻燃管，采樣孔就打在pvc上，每個(gè)采樣孔的保護(hù)面積相當(dāng)于一只感煙探測(cè)器。管路安裝形式多樣，采樣網(wǎng)管中的支管和毛細(xì)管可以水平或垂直方向布置在任何地方，如封閉機(jī)柜內(nèi)、活動(dòng)地板下或吊頂內(nèi)，設(shè)備內(nèi)部過(guò)流、過(guò)壓產(chǎn)生的微量煙霧可以

12、直接探測(cè)到；在空氣流速較大的通信建筑環(huán)境中采樣管還可以直接敷設(shè)在交換機(jī)上方或空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備的回風(fēng)口處，因機(jī)房?jī)?nèi)任何部位產(chǎn)生的煙霧在空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備的作用下均由回風(fēng)口返回，采樣管網(wǎng)布置在回風(fēng)口，可及時(shí)探測(cè)到整個(gè)機(jī)房環(huán)境內(nèi)的煙霧變化，而普通感煙探測(cè)器卻是不允許安裝在通風(fēng)空調(diào)的回風(fēng)口。采樣管網(wǎng)安裝極其簡(jiǎn)便，避免了繁瑣的連線、安裝調(diào)試工作。在火災(zāi)發(fā)展的初始階段，通信機(jī)房中往往是因?yàn)橐恍┰O(shè)備或線纜過(guò)電壓、過(guò)電流而揮發(fā)出微量的煙霧粒子，人們看不到它，但能嗅到煙霧中的異味。這說(shuō)明空氣中已出現(xiàn)了煙霧，只不過(guò)煙霧的濃度低于人眼的視覺(jué)閾值，當(dāng)然更低于普通報(bào)警探測(cè)器的報(bào)警閾值。即使產(chǎn)生了很濃的煙霧，由于空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備

13、的大量采用，煙霧變得很稀薄，使普通感煙探測(cè)器無(wú)能為力。而空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)的工作原理是光散射測(cè)量技術(shù)，當(dāng)激光照射到空氣樣品上時(shí)，不同直徑的煙粒子發(fā)生的散射現(xiàn)象是不一致的，普通感煙探測(cè)器都只對(duì)某些物質(zhì)材料燃燒產(chǎn)生的煙霧響應(yīng)好，而對(duì)另外一些材料產(chǎn)生的煙霧響應(yīng)差，如光電感煙探測(cè)器對(duì)合成材料產(chǎn)生的煙霧敏感，而離子感煙探測(cè)器對(duì)天然材料產(chǎn)生的煙霧比較敏感，而空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)對(duì)各種材料產(chǎn)生的煙霧都敏感，而空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)對(duì)各種材料產(chǎn)生的煙霧都敏感，而空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)對(duì)各種材料產(chǎn)生的煙霧都敏感，對(duì)任何大小的煙霧粒子均有很好地響應(yīng)。這種激光散射的測(cè)量方法精確，測(cè)量范圍寬，靈敏度高，

14、因此對(duì)微量的煙霧也能探測(cè)報(bào)警。其pvc采樣管內(nèi)無(wú)任何電子器件，因此不會(huì)受到機(jī)房?jī)?nèi)電磁環(huán)境的干擾，甚至可用于防爆環(huán)境，其多級(jí)過(guò)濾方式一方面將大的灰塵、臟物過(guò)濾掉，另一方面又將精細(xì)過(guò)濾后的潔凈空氣送回探測(cè)腔，時(shí)時(shí)刻刻清洗腔內(nèi)的光學(xué)元件，而且空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)還采用了結(jié)合激光技術(shù)的灰塵處理和識(shí)別分離（LDDTM）功能，因此這種設(shè)備可以較長(zhǎng)時(shí)間不用清洗和校正，不僅降低了誤報(bào)率，而且延長(zhǎng)了系統(tǒng)的使用壽命，滿足了通信機(jī)房的不間斷火情監(jiān)測(cè)的需要。而感煙探測(cè)器必須每年或每二年清洗和校正一次，在清洗和校正期間，探測(cè)系統(tǒng)無(wú)法對(duì)機(jī)房實(shí)施火情監(jiān)測(cè)，從而使機(jī)房較長(zhǎng)時(shí)間處于無(wú)監(jiān)測(cè)狀態(tài)，而且探測(cè)器的清洗和校正所需費(fèi)用

15、較高，從而增加了運(yùn)行費(fèi)用。空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)靈敏度高，得益于其所具有的自動(dòng)環(huán)境學(xué)習(xí)功能（classfire）可以根據(jù)周圍的環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后根據(jù)所積累的數(shù)據(jù)設(shè)定靈敏度，以達(dá)到任何環(huán)境都能精確探測(cè)的效果，該功能還可以鑒別出灰塵、潮氣和煙霧的存在，另系統(tǒng)的自動(dòng)比較功能可以設(shè)置警報(bào)的延時(shí)輸出，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的比較，系統(tǒng)可以確定煙霧的穩(wěn)定變化再發(fā)出警報(bào)，從而避免由于環(huán)境的異常變化造成的誤報(bào)，提高了報(bào)警的可靠性。空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)還能與普通火災(zāi)報(bào)警控制器相連，實(shí)現(xiàn)雙路報(bào)警或者啟動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備，并可通過(guò)高級(jí)接口把早期報(bào)警系統(tǒng)同樓宇管理等智能系統(tǒng)或通信建筑環(huán)境動(dòng)力等局域網(wǎng)連接，融入到這些智能化系統(tǒng)中去。通信機(jī)房正向無(wú)人值守方式發(fā)展，對(duì)機(jī)房的遠(yuǎn)距離集中監(jiān)控變得非常必要，空氣采樣早期煙霧探測(cè)系統(tǒng)對(duì)有局域網(wǎng)的場(chǎng)合如環(huán)境動(dòng)力網(wǎng)采用開(kāi)放協(xié)議高級(jí)接