点型探测器火灾探测能力的评估

摘要：以探测器火灾信息数据库为依据，通过对目前使用最为广泛的各种点型感烟、感温及CO气体探测器对八种典型试验火响应数据测量及数据挖掘，提出用梯度幅值评估方法，对上述探测器的火灾探测能力作出相应的评估结论，为城市建筑火灾自动探测报警系统的正确设计、选型和使用提供了参考理论依据。

关键词：火灾探测点型探测器火灾探测能力评估

0引言

目前，各种点型火灾探测器已广泛应用于城市建筑中，仅我国每年新安装探测器大约为300万只，主要以点型感烟、感温和气体探测器三种基本类型。虽然我国已经制定了相关产品检测、消防设计、系统安装、工程验收等一系列国标及规范，但是由于受技术发展和理论研究的制约，不可避免的要从当时的现实角度出发，适当降低追求十分完美的目标和效果；加之我国各地区间经济发展不平衡，一些用户及生产企业过分追求消防产品的低价格，既使某些产品性能比较优越、但价格相对较高也很难被多数用户所接受，以致在建筑楼宇中的火灾自动探测报警系统设计和设备选型方面有某些不尽合理和完善之处。例如：占国内近年来新安装探测器总量近65％的前向散射型光电感烟火灾探测器，由于对小黑烟粒子不够敏感,所以不宜安装在火灾发生过程中有大量黑烟产生的场所，否则可能出现漏报或延误报警的后果，已有此类事故的教训。因此有必要通过大量实际或模拟火灾试验及其数据测量，总结各种火灾探测器所固有的特性规律，进而对其火灾探测能力和工作可靠性作出全面的评估，有助于人们更好地了解、使用和设计各种火灾探测器，避免因选型不当而造成的火灾损失。

本文以火灾探测器应用环境及火灾信息数据库为依据，通过数据挖掘，对目前使用最为广泛的各种点型感烟、感温及CO气体火灾探测器固有特性进行归纳和分析，提出“梯度幅值评估法”，对它们所具有的火灾探测能力作出相应的评估结论。

1、探测器火灾探测能力的评估方法

以下对各种点型感烟、感温及CO气体探测器火灾探测能力的评估，是以在国家消防电子产品质量监督检测中心标准燃烧室进行的八种典型试验火的测量数据为依据，以每种试验火探测器模拟量或温度响应曲线的平均上升梯度和最大上升幅值两个指标为评估要素，作出单项和综合火灾探测能力评分及评估（简称梯度幅值评估法），具体方法先见表1：

1）如果探测器对某种试验火的模拟量响应梯度和幅值均较大，则认为对该项火灾探测能力强（表中称灵敏），单项给予3分；

2）如果探测器对某种试验火的响应梯度和幅值其一或两者稍差，但是通过采取简单算法处理后，按照相关国标试验方法能够满足火灾报警要求，则认为对该项火灾探测能力较强（表中称较灵敏），单项给予2分；

3）如果探测器对某种试验火的响应梯度和幅值其一或两者较差，按照相关国标试验方法难以满足火灾报警要求，则认为对该项火灾探测能力较差（表中称不灵敏），单项给予1分；

4）如果探测器对某种试验火的响应梯度和幅值其一或两者无明显变化，则认定该探测器无该项火灾探测能力（表中称不响应），单项为0分。

最后将每种探测器单项分值累加得出总评分，并按照表2总评分的划分方法对该探测器的综合火灾探测能力作出相应评估结论：

2、探测器火灾探测能力的评估

下面用上述梯度幅值评估法对各种点型感烟、感温及CO气体探测器的火灾探测能力分别进行打分和评估：

2.1电子感温火灾探测器

由热敏电阻构成的感温探测器对八种试验火的响应数据规律如表3所示：

评估结论：电子感温传感器对正庚烷、聚氨脂塑料、新闻纸、酒精、木材明火灵敏，如果采用差定温处理算法，能更有利于提高其火灾探测报警能力；但对十氢化萘纹火及棉绳和木材阴燃火却不能及时探测报警。因此对该探测器的综合火灾探测能力评价为一般。

2.2前向散射型光电感烟火灾探测器

前向散射型光电感烟探测器对八种试验火响应数据规律如表4所示：

评估结论：前向散射型光电感烟探测器对不同物质燃烧产生烟雾的响应灵敏度有很大的不均匀性：主要是对新闻纸明火及棉绳／木材阴燃发出的粒径为1μm量级的大白烟粒敏感----其中对新闻纸明火烟最为敏感，其次为棉绳和木材阴燃烟，三者的饱和响应幅值都比较大,达到200左右；但对聚氨脂塑料／正庚烷／十氢化萘明火产生的粒径为0.1μm量级的小黑烟粒却不够敏感,其饱和响应幅值仅分别为62／51／28；而对木材／酒精明火烟却几乎没有明显的响应。如果将火灾报警门限设定值大于60，则会造成该探测器对后5种试验火都不能响应报警，这将在实际工程使用中造成较多漏报，所以对该探测器采取适当的算法处理技术显得十分必要。对该探测器的综合火灾探测能力评价为一般。

2.3后向散射型光电感烟火灾探测器

后向散射型光电感烟探测器对八种试验火响应数据规律如表5所示：

评估结论：后向散射型光电感烟探测器对各种物质明火或阴燃所产生的不同颜色和粒径的烟雾有良好的响应性能，比较而言对十氢化萘纹火和木材明火烟其探测灵敏度略差一些，而对类似酒精燃烧过程中无明显可见烟雾产生的火灾不能有效探测报警，但其综合火灾探测能力已大大好于前向散射型光电感烟探测器，属于比较理想的点型感烟火灾探测器种类之一。因此对该探测器的综合火灾探测能力评价为较好。

2.4离子感烟火灾探测器

离子感烟火灾探测器对八种试验火响应数据规律如表6所示：

评估结论：离子感烟火灾探测器对各种物质明火或阴燃所产生的不同颜色和粒径的烟雾有良好的响应性能，特别是对光电感烟探测器不够灵敏的十氢化萘纹火尤其灵敏，比较而言对木材阴燃火和木材明火烟其探测灵敏度略差一些，而对类似酒精燃烧过程中无明显可见烟雾产生的火灾不能有效探测报警，其综合火灾探测能力与后向散射型光电感烟探测器大致相当，属于比较理想的点型感烟火灾探测器种类之一。因此对该探测器的综合火灾探测能力评价为较好。

2.5CO气体探测器

CO气体探测器对八种试验火响应数据规律如表7所示：

评估结论：CO气体探测器对各种物质明火或阴燃火灾有较良好的均衡探测能力，对八种试验火末出现不灵敏和不响应项，特别是对光电和离子感烟探测器无法有效探测的酒精明火亦具备了一定的探测能力，其综合火灾探测能力总评分高于光电和离子感烟探测器，因此对该探测器的综合火灾探测能力评价为好。比较而言虽然该探测器对十氢化萘纹火和酒精明火其探测灵敏度略差一些，但是如果采取适当的算法处理技术，其火灾探测能力将有巨大的提升潜力，可成为较理想的“宽谱”火灾探测器。

归纳以上打分及评估结论，对各种点型感烟、感温及CO气体探测器的火灾探测能力列表如下（见表8）：

3、结束语

以上对目前城市建筑中使用最为广泛的各种点型感烟、感温及CO气体探测器的火灾探测能力进行了评估，以期有助人们深入地了解各种常用火灾探测器的性能、提高物尽其用的效果、并为今后有关国标及规范的制修订提供参考理论依据。