文物古建火災(zāi)探測(cè)器選擇的探討

1、 文物古建火災(zāi)探測(cè)器選擇的探討摘要：文物古建的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)計(jì)中，首先需要選擇火災(zāi)探測(cè)器。本文根據(jù)幾種文物古建不同的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，探討火災(zāi)探測(cè)器的選擇。關(guān)鍵詞：文物古建、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、聯(lián)動(dòng)控制器、火災(zāi)探測(cè)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(zāi)的情況不在少數(shù)。如：云南省迪慶州香格里拉縣獨(dú)克宗古城、貴州報(bào)京侗寨、湖南懷化洪江古商城、貴州劍河久吉苗寨等?；馂?zāi)造成巨大的文化和經(jīng)濟(jì)損失。由于文物古建的特殊性，為了保護(hù)文物古建的風(fēng)貌，噴淋系統(tǒng)難以應(yīng)用，一旦發(fā)生火災(zāi)，只有依靠人力滅火，人員的反應(yīng)速度決定了滅火的及時(shí)性，因此，火災(zāi)的預(yù)警顯得尤為重要。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測(cè)器是第一

2、個(gè)環(huán)節(jié)，選擇合適的火災(zāi)探測(cè)器，才能對(duì)火情做出有效的探測(cè)和預(yù)警。文物古建多以磚木結(jié)構(gòu)為主，本文中僅探討此類結(jié)構(gòu)的建筑。1 常見文物古建型式分類常見的文物古建，根據(jù)財(cái)產(chǎn)歸屬，可以分為公共性質(zhì)的文物古建和民居性質(zhì)的文物古建。公共性質(zhì)的文物古建，并非個(gè)人所有，沒有居民在其中生活，大部分的建筑同時(shí)也作為供游客旅游參觀的場(chǎng)所。民居性質(zhì)的文物古建，仍有居民在其中生活，層高不會(huì)太高。公共性質(zhì)的文物古建，根據(jù)建筑內(nèi)部高度，又可分為大空間和一般高度。設(shè)置探測(cè)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(huì)館禹王宮部分平面圖圖三 重慶湖廣會(huì)館禹王宮部分剖面圖除此之外，火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)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(dǎo)致文物古建本體被引燃。在實(shí)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(huì)廳、廚房等）使用，使得場(chǎng)地內(nèi)情況更加復(fù)雜，火災(zāi)探測(cè)器的選擇更加困難。2 設(shè)計(jì)原則根據(jù)文物防火設(shè)計(jì)導(dǎo)則1. 火災(zāi)探測(cè)器的布置宜采用重點(diǎn)保護(hù)與區(qū)域監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式，突出重點(diǎn)，特別重要的文物建筑或場(chǎng)所應(yīng)采用雙重保護(hù)。特別重要的文物建筑，一般指國(guó)家級(jí)文物保護(hù)單位。雙重保護(hù)，指由兩種不同探測(cè)功能的探測(cè)器，共同對(duì)保護(hù)區(qū)域進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)。2. 對(duì)火災(zāi)形成特征不可預(yù)料的場(chǎng)所，可根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果選擇火災(zāi)探測(cè)器。3. 在文物建筑防火保護(hù)區(qū)和控制區(qū)，宜在其周邊選擇適當(dāng)?shù)母呶辉O(shè)置能完全覆蓋

4、保護(hù)區(qū)、基本覆蓋控制區(qū)的圖像火災(zāi)探測(cè)器。3 一般高度的文物古建選擇感溫探測(cè)器還是感煙探測(cè)器？根據(jù)GB50016-2013火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)火災(zāi)探測(cè)器選擇的條文說明。點(diǎn)型感溫探測(cè)器的應(yīng)用有兩種目的。當(dāng)感溫火災(zāi)探測(cè)器直接用于探測(cè)物體溫度變化時(shí)，如堆垛內(nèi)部溫度變化、電纜溫度變化等，其報(bào)警信號(hào)會(huì)比感煙火災(zāi)探測(cè)器早很多，此時(shí)的報(bào)警信號(hào)的含義更多的成分是預(yù)警，并不表示已發(fā)展到火災(zāi)階段。另一種是當(dāng)火焰達(dá)到一定程度時(shí)，感溫火災(zāi)探測(cè)器才能響應(yīng)，報(bào)警信號(hào)表示火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生。感溫火災(zāi)探測(cè)器不適宜保護(hù)可能由小火造成不能允許損失的場(chǎng)所。因此，感溫探測(cè)器如非用于預(yù)警，不適宜用于保護(hù)重要的文物古建。所以對(duì)重要的文物

5、古建內(nèi)，可采用吸氣式感煙探測(cè)器和點(diǎn)型感煙探測(cè)器的雙重保護(hù)。對(duì)于密閉的建筑而言，探測(cè)器的設(shè)置相對(duì)簡(jiǎn)單，與平時(shí)工程中并無太大不同，需要注意的是，在人字形屋頂?shù)那闆r下，感煙探測(cè)器受熱屏障影響較明顯，需要注意探測(cè)器的安裝位置。而對(duì)于有中庭、天井等與室外連通的結(jié)構(gòu)的建筑（如圖一），探測(cè)器的設(shè)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(jié)構(gòu)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(qiáng)的擴(kuò)散（徽派古建筑典型結(jié)構(gòu)對(duì)煙氣組織形式的影響-安全與環(huán)境學(xué)報(bào)2010年12月刊）；古建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)，室內(nèi)溫度上升的速度并不明顯，當(dāng)燃燒進(jìn)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(dòng)在火源燃燒初期則很快變的十分明顯（古建筑火災(zāi)煙氣流動(dòng)特性研究-消防科學(xué)與技術(shù)2008年9月第27卷第9期）。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)和研究，我們得出結(jié)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(cè)器。2.由于天井的存在，煙氣的流動(dòng)變得相對(duì)有序，天井附近的空間更容易探測(cè)到煙氣。因此，在設(shè)置吸氣式感煙探測(cè)器的采樣孔和點(diǎn)型感煙探測(cè)器時(shí)，應(yīng)考慮這些因素，使探測(cè)器的安裝位置，更易于探測(cè)到煙氣。4 大空間的文物建筑對(duì)于大空間的文物建筑（如圖二、圖三），考慮到室內(nèi)空間高度較高，煙氣的擴(kuò)散不容易被迅速探測(cè)到，所以需要采用線型光束感煙探測(cè)器。不

7、同的線型光束感煙探測(cè)器各有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于文物古建，反光式線型光束感煙探測(cè)器對(duì)古建的風(fēng)貌破壞更小，但是安裝精度要求更高。對(duì)于重要的文物古建，可采用吸氣式感煙探測(cè)器與線型光束感煙探測(cè)器組成雙重保護(hù)。對(duì)于不封閉的文物古建，由于內(nèi)部空間較大，煙霧的擴(kuò)散需要時(shí)間，因此更需要考慮到煙霧的流動(dòng)方向，在合理的位置重點(diǎn)設(shè)置探測(cè)器，并宜使不在同一平面上的探測(cè)器交錯(cuò)布置，使探測(cè)無死角。根據(jù)GB50016-2013火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于大空間的建筑，當(dāng)高度不超過16m時(shí)，宜在6m7m增設(shè)一層線型光束感煙探測(cè)器。建筑高度超過16m但不超過26m時(shí)，宜在6m7m和11m12m處各增設(shè)一層探測(cè)器?？紤]到煙氣不易迅速到達(dá)

8、建筑頂部，吸氣式感煙探測(cè)器宜采用水平和垂直結(jié)合的布管方式，并應(yīng)保證至少有兩個(gè)采樣孔在16m以下，并宜有兩個(gè)采樣孔設(shè)置在開窗或通風(fēng)空調(diào)對(duì)流層下面1m處。由于燈具安裝高度高于線型感煙火災(zāi)探測(cè)器，接線端子處產(chǎn)生電弧導(dǎo)致的火災(zāi)危險(xiǎn)，無法被探測(cè)器迅速探測(cè)到。因此，當(dāng)設(shè)置線型光束感煙探測(cè)器時(shí)，電氣線路應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，照明線路上應(yīng)設(shè)置具有探測(cè)故障電弧功能的電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器。5 民居式文物古建徽派古建筑典型結(jié)構(gòu)對(duì)煙氣組織形式的影響（安全與環(huán)境學(xué)報(bào)2010年12月刊）中提到，根據(jù)消防部門記錄顯示，古建筑起火位置中有相當(dāng)一部分是在大廳兩側(cè)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(nèi)經(jīng)

9、常有人活動(dòng)，出現(xiàn)火情時(shí)比較容易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。民居中設(shè)置火災(zāi)探測(cè)器，需要注意的地方是如何防止誤報(bào)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，誤報(bào)主要有以下幾種情況：情況一：電池在快用完的時(shí)候大約每隔一分鐘也會(huì)發(fā)出唧唧的聲音(不同型號(hào)在間隔和聲音上會(huì)有差異，但都有電量不足預(yù)警功能)，有人也會(huì)認(rèn)為這是一種誤報(bào)。情況二：報(bào)警器里積了太多的灰塵。情況三：蒸汽或者濕氣會(huì)濃縮在傳感器和線路板上，如果濃縮太多的水汽的話就會(huì)發(fā)出報(bào)警的聲音。較老的報(bào)警器會(huì)變得更加敏感也更容易對(duì)蒸氣和濕氣發(fā)生響應(yīng)。所以誤報(bào)的發(fā)生也可能是報(bào)警器超過了使用年限需要被替換掉了。情況四：許多對(duì)烹飪產(chǎn)生的煙霧的誤報(bào)是由離子報(bào)警器發(fā)出的。因?yàn)檫@種傳感器對(duì)極微小的煙霧粒子較敏感。

10、現(xiàn)在生產(chǎn)的感煙探測(cè)器，主要為光電型，離子型已基本停產(chǎn)。情況五：一般情況下，煙感報(bào)警器是不會(huì)對(duì)香煙的煙霧 發(fā)出響應(yīng)的，除非產(chǎn)生的煙霧非常濃重，例如，許多抽煙者都在同一個(gè)屋子抽煙就可能 導(dǎo)致報(bào)警。如果報(bào)警器太舊的話，即使煙的濃度很低，也會(huì)響應(yīng)的。相對(duì)于公共性質(zhì)的文物古建，民居中可能引起誤報(bào)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(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境優(yōu)美，空氣中沒有揚(yáng)塵，積灰的情況就可以不做考慮。而當(dāng)?shù)厣鹱鲲埲杂杏玫讲窈?，也有用液態(tài)煤氣罐，即使使用光電感煙探測(cè)器，仍不能有效避免誤報(bào)。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(duì)封閉，如仍作

11、為臥室使用，則仍有因?yàn)槲鼰熅奂臒熿F引起誤報(bào)的可能。大廳可以使用光電感煙探測(cè)器，應(yīng)采用兩個(gè)獨(dú)立的感煙探測(cè)器報(bào)警信號(hào)的“與”邏輯組合作為聯(lián)動(dòng)信號(hào)。并且感煙探測(cè)器應(yīng)采用有自適功能的智能型探測(cè)器。廂房、廚房等無法采用感煙探測(cè)器的區(qū)域，前面提到感溫探測(cè)器如非用于預(yù)警，不適宜用于保護(hù)重要的文物古建，但是由于現(xiàn)階段，并沒有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的廠家專門針對(duì)文物古建設(shè)計(jì)制造探測(cè)器，因此只能使用感溫探測(cè)器，也是無奈之舉。點(diǎn)型感溫火災(zāi)探測(cè)器分類見下表：探測(cè)器類別典型應(yīng)用溫度（）最高應(yīng)用溫度（）動(dòng)作溫度下限值（）動(dòng)作溫度上限值（）A125505465A225505470B40656985C558084100D709599

12、115E85110114130F100125129145G115140144160A1R和A2R等帶“R”標(biāo)志的，多了一個(gè)差溫報(bào)警，一定時(shí)間內(nèi)，溫度驟升一定（比如8.3/m）就會(huì)報(bào)警。在設(shè)計(jì)過程中，建議選擇A1R型差定溫探測(cè)器，差溫動(dòng)作值可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定?；鹧嫣綔y(cè)器由于攝像頭外觀，住戶擔(dān)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(jí)控制區(qū)，為了防止由于其他建筑發(fā)生火災(zāi)后引燃文物古建，需要對(duì)文物古建周邊進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)測(cè)?？梢圆捎脠D像型火災(zāi)探測(cè)器。對(duì)火焰、溫度異常、可見煙霧均進(jìn)行探測(cè)和報(bào)警。圖像型探測(cè)器的探測(cè)范圍如下圖： 設(shè)置方法：在重要的文物古建周邊，且不影響當(dāng)?shù)仫L(fēng)貌的位置選擇一高點(diǎn)，設(shè)