文物古建火災探測器選擇的探討

1、 文物古建火災探測器選擇的探討摘要：文物古建的火災自動報警設計中，首先需要選擇火災探測器。本文根據幾種文物古建不同的性質和結構，探討火災探測器的選擇。關鍵詞：文物古建、火災自動報警、聯(lián)動控制器、火災探測器。0 引言 2014年，古城古鎮(zhèn)、古村古寨等文物古建發(fā)生火災的情況不在少數。如：云南省迪慶州香格里拉縣獨克宗古城、貴州報京侗寨、湖南懷化洪江古商城、貴州劍河久吉苗寨等?；馂脑斐删薮蟮奈幕徒洕鷵p失。由于文物古建的特殊性，為了保護文物古建的風貌，噴淋系統(tǒng)難以應用，一旦發(fā)生火災，只有依靠人力滅火，人員的反應速度決定了滅火的及時性，因此，火災的預警顯得尤為重要。在火災自動報警系統(tǒng)中，火災探測器是第一

2、個環(huán)節(jié)，選擇合適的火災探測器，才能對火情做出有效的探測和預警。文物古建多以磚木結構為主，本文中僅探討此類結構的建筑。1 常見文物古建型式分類常見的文物古建，根據財產歸屬，可以分為公共性質的文物古建和民居性質的文物古建。公共性質的文物古建，并非個人所有，沒有居民在其中生活，大部分的建筑同時也作為供游客旅游參觀的場所。民居性質的文物古建，仍有居民在其中生活，層高不會太高。公共性質的文物古建，根據建筑內部高度，又可分為大空間和一般高度。設置探測器的要求各有不同。圖一 江西瑤里鎮(zhèn)程氏宗祠部分平面圖圖二 重慶湖廣會館禹王宮部分平面圖圖三 重慶湖廣會館禹王宮部分剖面圖除此之外，火災探測器的設置還需要考慮到

3、文物古建的外部，由于其他建筑或室外可燃物，導致文物古建本體被引燃。在實際工程中，我們發(fā)現(xiàn)，有的重要的文物古建仍作為功能建筑（如宴會廳、廚房等）使用，使得場地內情況更加復雜，火災探測器的選擇更加困難。2 設計原則根據文物防火設計導則1. 火災探測器的布置宜采用重點保護與區(qū)域監(jiān)測相結合的方式，突出重點，特別重要的文物建筑或場所應采用雙重保護。特別重要的文物建筑，一般指國家級文物保護單位。雙重保護，指由兩種不同探測功能的探測器，共同對保護區(qū)域進行火災探測。2. 對火災形成特征不可預料的場所，可根據模擬實驗的結果選擇火災探測器。3. 在文物建筑防火保護區(qū)和控制區(qū)，宜在其周邊選擇適當的高位設置能完全覆蓋

4、保護區(qū)、基本覆蓋控制區(qū)的圖像火災探測器。3 一般高度的文物古建選擇感溫探測器還是感煙探測器？根據GB50016-2013火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范中對火災探測器選擇的條文說明。點型感溫探測器的應用有兩種目的。當感溫火災探測器直接用于探測物體溫度變化時，如堆垛內部溫度變化、電纜溫度變化等，其報警信號會比感煙火災探測器早很多，此時的報警信號的含義更多的成分是預警，并不表示已發(fā)展到火災階段。另一種是當火焰達到一定程度時，感溫火災探測器才能響應，報警信號表示火災已經發(fā)生。感溫火災探測器不適宜保護可能由小火造成不能允許損失的場所。因此，感溫探測器如非用于預警，不適宜用于保護重要的文物古建。所以對重要的文物

5、古建內，可采用吸氣式感煙探測器和點型感煙探測器的雙重保護。對于密閉的建筑而言，探測器的設置相對簡單，與平時工程中并無太大不同，需要注意的是，在人字形屋頂的情況下，感煙探測器受熱屏障影響較明顯，需要注意探測器的安裝位置。而對于有中庭、天井等與室外連通的結構的建筑（如圖一），探測器的設置，就需要考慮更多的環(huán)境因素?！榜R頭墻”與天井圍成的豎井結構的形成，使得煙氣沿著圍成的區(qū)域向上排放，而不至于沿著水平也有較強的擴散（徽派古建筑典型結構對煙氣組織形式的影響-安全與環(huán)境學報2010年12月刊）；古建筑內發(fā)生火災時，在一定時間內，室內溫度上升的速度并不明顯，當燃燒進行到一定程度，隨著著火房間模型中的火源燃

6、燒加劇，房間溫度急劇升高直至模型被破壞。而煙氣的彌漫和流動在火源燃燒初期則很快變的十分明顯（古建筑火災煙氣流動特性研究-消防科學與技術2008年9月第27卷第9期）。根據以上實驗和研究，我們得出結論：1.古建筑中，煙氣的彌漫比溫度的升高更早，因此更適宜選擇感煙探測器。2.由于天井的存在，煙氣的流動變得相對有序，天井附近的空間更容易探測到煙氣。因此，在設置吸氣式感煙探測器的采樣孔和點型感煙探測器時，應考慮這些因素，使探測器的安裝位置，更易于探測到煙氣。4 大空間的文物建筑對于大空間的文物建筑（如圖二、圖三），考慮到室內空間高度較高，煙氣的擴散不容易被迅速探測到，所以需要采用線型光束感煙探測器。不

7、同的線型光束感煙探測器各有優(yōu)勢，對于文物古建，反光式線型光束感煙探測器對古建的風貌破壞更小，但是安裝精度要求更高。對于重要的文物古建，可采用吸氣式感煙探測器與線型光束感煙探測器組成雙重保護。對于不封閉的文物古建，由于內部空間較大，煙霧的擴散需要時間，因此更需要考慮到煙霧的流動方向，在合理的位置重點設置探測器，并宜使不在同一平面上的探測器交錯布置，使探測無死角。根據GB50016-2013火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范，對于大空間的建筑，當高度不超過16m時，宜在6m7m增設一層線型光束感煙探測器。建筑高度超過16m但不超過26m時，宜在6m7m和11m12m處各增設一層探測器。考慮到煙氣不易迅速到達

8、建筑頂部，吸氣式感煙探測器宜采用水平和垂直結合的布管方式，并應保證至少有兩個采樣孔在16m以下，并宜有兩個采樣孔設置在開窗或通風空調對流層下面1m處。由于燈具安裝高度高于線型感煙火災探測器，接線端子處產生電弧導致的火災危險，無法被探測器迅速探測到。因此，當設置線型光束感煙探測器時，電氣線路應設置電氣火災監(jiān)控探測器，照明線路上應設置具有探測故障電弧功能的電氣火災監(jiān)控探測器。5 民居式文物古建徽派古建筑典型結構對煙氣組織形式的影響（安全與環(huán)境學報2010年12月刊）中提到，根據消防部門記錄顯示，古建筑起火位置中有相當一部分是在大廳兩側的廂房中。這里指的，是民居式的文物古建，居民生活在其中，大廳內經

9、常有人活動，出現(xiàn)火情時比較容易被及時發(fā)現(xiàn)。民居中設置火災探測器，需要注意的地方是如何防止誤報。據統(tǒng)計，誤報主要有以下幾種情況：情況一：電池在快用完的時候大約每隔一分鐘也會發(fā)出唧唧的聲音(不同型號在間隔和聲音上會有差異，但都有電量不足預警功能)，有人也會認為這是一種誤報。情況二：報警器里積了太多的灰塵。情況三：蒸汽或者濕氣會濃縮在傳感器和線路板上，如果濃縮太多的水汽的話就會發(fā)出報警的聲音。較老的報警器會變得更加敏感也更容易對蒸氣和濕氣發(fā)生響應。所以誤報的發(fā)生也可能是報警器超過了使用年限需要被替換掉了。情況四：許多對烹飪產生的煙霧的誤報是由離子報警器發(fā)出的。因為這種傳感器對極微小的煙霧粒子較敏感。

10、現(xiàn)在生產的感煙探測器，主要為光電型，離子型已基本停產。情況五：一般情況下，煙感報警器是不會對香煙的煙霧 發(fā)出響應的，除非產生的煙霧非常濃重，例如，許多抽煙者都在同一個屋子抽煙就可能 導致報警。如果報警器太舊的話，即使煙的濃度很低，也會響應的。相對于公共性質的文物古建，民居中可能引起誤報的原因，主要有：烹飪、吸煙的煙霧濃重，積灰太多這三種情況。以瑤里古鎮(zhèn)為例，當地自然環(huán)境優(yōu)美，空氣中沒有揚塵，積灰的情況就可以不做考慮。而當地生火做飯仍有用到柴禾，也有用液態(tài)煤氣罐，即使使用光電感煙探測器，仍不能有效避免誤報。由于有天井的存在，在大廳位置，吸煙的煙霧不容易聚集，形成濃重的煙霧。而廂房相對封閉，如仍作

11、為臥室使用，則仍有因為吸煙聚集的煙霧引起誤報的可能。大廳可以使用光電感煙探測器，應采用兩個獨立的感煙探測器報警信號的“與”邏輯組合作為聯(lián)動信號。并且感煙探測器應采用有自適功能的智能型探測器。廂房、廚房等無法采用感煙探測器的區(qū)域，前面提到感溫探測器如非用于預警，不適宜用于保護重要的文物古建，但是由于現(xiàn)階段，并沒有火災自動報警的廠家專門針對文物古建設計制造探測器，因此只能使用感溫探測器，也是無奈之舉。點型感溫火災探測器分類見下表：探測器類別典型應用溫度（）最高應用溫度（）動作溫度下限值（）動作溫度上限值（）A125505465A225505470B40656985C558084100D709599

12、115E85110114130F100125129145G115140144160A1R和A2R等帶“R”標志的，多了一個差溫報警，一定時間內，溫度驟升一定（比如8.3/m）就會報警。在設計過程中，建議選擇A1R型差定溫探測器，差溫動作值可以根據實驗確定?；鹧嫣綔y器由于攝像頭外觀，住戶擔心隱私安全的原因，無法在民居中使用。6 文物古建外部 文物古建外部主要是建筑級控制區(qū)，為了防止由于其他建筑發(fā)生火災后引燃文物古建，需要對文物古建周邊進行火災監(jiān)測。可以采用圖像型火災探測器。對火焰、溫度異常、可見煙霧均進行探測和報警。圖像型探測器的探測范圍如下圖： 設置方法：在重要的文物古建周邊，且不影響當地風貌的位置選擇一高點，設