引言:火灾自动探测报警系统是建筑物火灾自防的重要组成部分,它在居住者的生命安全中扮演重要的角色。“热释离子”是微观的物质,采用“云型”探测技术,可以有效探测到热释离子,从而极早期火灾预警,对火灾发生过程中释放的烟进行火灾探测是重要的探测部件,而点式探测器适合于保护普通建筑。热释离子探测防火灾技术,能够很快的解决火灾隐患,以及解决火灾的误报问题和产品的维护问题。
1吸气式火灾探测器响应性能研究
国际上主要是利用导管吸取被保护空间的空气样品至中心监测室内,并用以监测被保护空间内烟雾产生与否的火灾检测器,该探测器可以透过检测空气样品了解烟气的含量,并按照预先确定的反应阈值提供适当的报警信号。吸气式火灾探测器是主动式的探测系统,如图1。内置的吸气装置在管网信息中产生了一种稳定的气流,通过管路不间断地抽取空气样品并送到探测室进行检测,报警系统通过采样管网的采样孔采集空气样品,被保护区内的气流将空气样品送入采样孔,它可以在早期探测烟雾,为用户提供保护。
图1吸气式火灾探测器工作原理图
吸气式火灾探测器的报警时间受诸多因素的影响,采样孔孔径,采样管的管径、长度,空间大小等。热释离子可以理解为物质受热且受损释放出的带电微粒。物质受热达到或超过物质的耐受温度时,物质的还处于物理变化阶段尚未与氧气等发生化学反应就释放了大量的微粒,通过布朗运动与扩散,就散发的空气中大量存在的暂态微粒。因此,研究其响应性能影响因素具有重大意义。本文通过两种不同的空间条件进行数值模拟,研究了采样孔孔径、孔间距、管路长度、管路布置等对探测器性能的影响[1]。
2研究空间1
研究空间1南北长22m,东西长12m,高27m。初始时刻,空间室内温度为1.5℃~2.6℃,室内湿度为66%~70%RH。火源设置选用0.3m×0.3m的汽油火。
2.1工况设计
根据规范的规定,水平管采样管设置在距地面26.1m处,距离顶棚0.9m,管道离墙2m,水平采样管孔径均为4.5mm,孔间距4m。采用标准的吊顶下的采样网络,采样孔到墙的距离为采样孔间距的一半。空间1模拟工况设计及研究目的见图1。
图1模拟工况表(工况设计)
2.2模拟结果分析
(1)孔径对探测器性能的影响(工况1)孔径不同,T和F也随之改变。由表2知,随着孔径的增大,对应采样孔的T逐渐减小,而F逐渐增大。孔径对传输时间的影响很小,仅改变孔径对报警时间影响很小。
(2)孔间距对探测器性能的影响(工况2)工况2与孔径为4.5mm的工况1相比,对应采样孔的T增大,F也增大。增大孔间距会造成报警时间的延迟。
(3)管路长度对探测器性能的影响(工况3)管网参数如表2所示(两根采样支管相同,表中仅给出单管参数),工况3与孔径为4.5mm的工况1相比,对应采样孔的T增大,F也增大,原因是工况3的末端采样孔比工况1离火源远,采样孔采集的空气含烟量较少,此时报警时间有所延迟。可知,采样管缩短,报警时间未必加快,还与火源位置有很大关系[2]。
(4)管路布置对探测器性能的影响(工况4)工况4与工况1相比,由于支管路的变长,对应采样孔的T大幅增大,F大幅减小。工况4采样孔增多,但采样管支管管路变长了,末端采样孔传输时间增大,导致报警时间的滞后。
3研究空间2
研究空间2是在空间1的南北方向上延伸,东西长12m,顶棚高度为20m。空间的初始条件和火源参数设计不变。一台探测器的采样管道总长不大于200m,建议采样孔的间距不大于9m,单管采样孔的数量不大于25个。研究空间1最长采样管仅为53m,研究长度较大的管网具有实际意义。
3.1工况设计在标准的吊顶下采样,采样孔间距通常是4m或6m,火灾危险程度较大时采用4m,从而增加采样密度,提高探测效果。本文设置4m,6m,8m三种采样孔间距;94m,142m,190m三种采样管长度,中部和远端两个火源位置。研究空间2模拟工况设计及研究目的见表3和表4;工况1FDS模型见图3。
表3工况1~4探测器的响应时间表
表4a空间2模拟工况表(工况设计)
表4b空间2模拟工况表(研究目的)
图3工况1FDS模型图
3.2模拟研究总结
本文采用FDS模拟,对吸气式火灾探测器响应性能影响因素进行研究。得出以下结论:
1.孔径减小,末端采样孔的传输时间增大。管长100m左右及更长时,孔径减小,会造成报警时间的延迟。孔径从3.5~2.0mm减小,报警时间延迟为19.8~24.6s。
2.管径减小,末端采样孔的传输时间减小,管长100m左右及更长时,管径减小,会造成报警时间的提前。管径从23~19mm减小,报警提前为32.1~27.3s。
3.管长一定时,随着孔间距的增大,末端采样孔的传输时间增大。增大孔间距会造成报警时间的延迟,管路长度越长,孔间距加大造成的报警时间延迟越明显。
4.标准采样网络中,样本传输时间与采样管路的长度成正比关系。孔间距一定时,随着采样管长度的增加,末端采样孔的传输时间增大,报警时间延迟。孔间距越大,管长的增加造成报警时间的延迟越显著。
5.研究空间中部发生火灾,近端,远端烟气层高度相差较大;而远端发生火灾,近端,远端烟气层高度相差较小,受顶棚射流和壁面回流的综合影响,烟气迅速沉降。同一位置,中部火灾比远端火灾能见度高,中部火灾的报警时间大大加快[3]。
6.无毒无害式锚筋,将突破传统斜旋喷搅拌加劲斜桩应用远超建筑物红线的局限,在施工完成之后,只要把锚筋拔出,就不会形成地下障碍物,这样,传统斜旋喷搅拌加劲斜桩的使用,即可超越建筑物红线。另外,由于第一排斜旋喷搅拌加劲斜桩可设置在地底的较深层,因此可避免地底管线。
结语
总而言之,多排多向旋喷搅拌加劲支锚结构具有良好的变形控制能力和较高的稳定性,在现阶段的深基坑支护中是一种新型的技术,主要是适用于建筑密集或临近重要工业与民用设施附近对基坑变形有严格要求的工程。和传统的支护相比具有明显的优势存在,对于环境的危害也非常小,适合现在我国发展的国情。
参考文献
[1]张振娜.基于FDS的 型火灾探测器的响应性能研究[D].北京:北京建筑工程学院,2011.
[2]翟毅.镂空吊顶对吸气式 火灾探测器的影响研究[J].建筑电气,2014(11):62-66.
[3]国网天津市电力公司,国家电网公司.用于吸气式 火灾探测器响应阈值检测的装置及方法:CN201710599264.7[P].2017-12-08.