空氣采樣早期煙霧探測報警系統(tǒng)在通信機房中的應(yīng)用

1、空氣采樣早期煙霧探測報警系統(tǒng)在通信機房中的應(yīng)用    摘要：文章通過通信機房及火災(zāi)報警系統(tǒng)的闡述，提出了這兩者之間的關(guān)聯(lián)和發(fā)展，進而詳細了說明空氣采樣早期煙霧探測報警系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：空氣采樣 煙霧探測報警系統(tǒng) 通信機房 隨著計算機技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展，通信設(shè)備系統(tǒng)集成要求越來越高，高度的系統(tǒng)集成使過去多間機房容納的設(shè)備被濃縮到一個機柜中，這樣，機內(nèi)通風(fēng)及機房環(huán)境的恒溫恒濕是必不可少的，而機內(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高而且發(fā)生火災(zāi)的作用，從而對火災(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，難以達到天花板，這就大大地推遲了

2、普通被動式點型感煙探測器的響應(yīng)報警時間，甚至因煙霧嚴(yán)重稀釋或難以擴散至探測器使它無用武之地。通信機房是信息網(wǎng)絡(luò)的心臟，由于通信設(shè)備價格昂貴，一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，而且造成設(shè)備癱瘓，將使政府、公司、銀行、商業(yè)、工廠及個人的通信聯(lián)絡(luò)中斷和數(shù)據(jù)丟失，其損失是無法估計的，更重要的是社會效益難以挽回。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5萬門程控交換機、20萬門全自動傳呼交換機和查詢臺、長途交換機房等，造成國際、國內(nèi)通訊中斷達40余小時，過火及煙熏面積約600平方；2002年2月27日?？谑型ㄐ艡C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個接

3、入網(wǎng)用戶通信中斷，52個中國移動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)系傳輸機房內(nèi)一條48伏電源線短路而造成；因此在通信機房內(nèi)實現(xiàn)火情提早報警會贏得充足的時間去發(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蔓延，但產(chǎn)生過量的煙霧，這些煙霧導(dǎo)電的隨機性可能引起電路的誤操作，元件上的煙塵還可能導(dǎo)致運動部件的磨損。煙塵沉積在存儲介質(zhì)如磁盤、磁帶上時，可能會產(chǎn)生錯誤信息。直徑0.5微米（相當(dāng)于一根頭發(fā)粗細的1/150）的煙塵顆粒

4、會損傷硬盤驅(qū)動器。另外，起火時除產(chǎn)生熱和煙外，也釋放出腐蝕性氣體和有毒氣體，大多數(shù)塑料燃燒時產(chǎn)生的是酚性氣體，聚氯乙烯絕緣燃燒時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腐蝕性試劑，必將危及設(shè)備的正常運行。那么在形成煙霧之前，早期報警就會避免這種損失。要提高報警，就需要高的探測靈敏度，也就要求比較微弱的煙時就能報警。而普通點型感煙探測器必須被動地等待煙霧聚集到足夠濃度才報警，這就限制了它在此環(huán)境中的使用。1301在過去一直是電氣設(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，可能對運行

5、中的電氣設(shè)備造成凝霜，帶電設(shè)備上會出現(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)都要煙霧探測器來啟動，啟動越早，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，對機房來說采用早期煙霧報警系統(tǒng)非常必要。因為通信設(shè)備終年運行，不可停頓，而煙霧控測器要求應(yīng)使維護、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柜，后果將不堪設(shè)想。另外，機房內(nèi)有各種設(shè)備如交換機、發(fā)射機、高壓電源、電腦等，探測器不能受電磁干擾，否則易引起誤報或引起誤噴灑。通信機房的火災(zāi)隱患主要產(chǎn)生于電纜、電線的過電壓或過電流，實踐表明普通感煙探測器報警時，電線、電纜已

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

7、環(huán)境中，而且不會因灰塵、潮濕產(chǎn)生誤報。4.機房設(shè)備運行不可中斷，其火災(zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)使維護次數(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)自動報警系統(tǒng)要早報警，以便有足夠的時間處理火情，避免形成火災(zāi)。6.機房中火災(zāi)生成的煙霧和氣體，具有很強的腐蝕性，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在火災(zāi)初期就要報警，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)自動報警系統(tǒng)必須是高可靠性、高穩(wěn)定性、高靈敏度及便于維護，以降低其運行成本。8.特別是對無人值守或相距分散的機房應(yīng)具備聯(lián)網(wǎng)功能，要做到遠距離集中監(jiān)控，統(tǒng)一管理，而且擴容升級方便。試驗及經(jīng)驗表明，絕

8、大多數(shù)火災(zāi)都可分為四個階段：初始階段，存在著肉眼看不見的很微弱的煙霧，火災(zāi)的初始階段發(fā)展很慢，可長達數(shù)小時，且不易被人們發(fā)現(xiàn)。而普通的感煙探測器在這個階段還沒有反應(yīng)，如果火災(zāi)探測系統(tǒng)能夠在這一階段及早發(fā)現(xiàn)火情并報警，將為控制火勢發(fā)展贏得寶貴的時機；可見煙霧燃燒階段，可以看到煙霧的明顯存在，這也是離子、光電感煙探測器工作的階段，這個階段離明火的出現(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，這是感溫探測器、水噴淋的動作溫度區(qū)。由于傳統(tǒng)的探測器一般都在火災(zāi)發(fā)展到后三個階段時發(fā)出報警，而這三個階段時是相對較短，約幾秒鐘到十幾分鐘，所以即使發(fā)

9、現(xiàn)火警也為時過晚。 普通的感煙探測器工作在第二個階段，從實驗得知，它發(fā)出報警時，在被保護區(qū)內(nèi)已是煙霧彌漫，雖然報了警，但機房工作人員沒有足夠的時間去處理，錯過了將火撲滅在萌芽階段的良機，即使啟動了滅火設(shè)備，這時已造成了財產(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，因此提早報警至關(guān)重要。近幾年來，國內(nèi)電信系統(tǒng)較多機房中采用的空氣采樣式早期煙霧探測報警系統(tǒng)較好地解決了在火災(zāi)初期實現(xiàn)自動報警的問題，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)探測器、中國山東宏雁消防自控有限公司引進澳大利亞技術(shù)生產(chǎn)的VESDA空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)以

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

11、探測系統(tǒng)的靈敏度為0.0044obs/m（傳統(tǒng)探測器一般為5obs/m），因此，它可以探測到很微弱的煙霧，火情報警時間大為提前，使值班人員有充足的時間尋找火源，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，制止火?zāi)的發(fā)生，最終避免火災(zāi)及滅火過程中造成的業(yè)務(wù)中斷或設(shè)備損毀所帶來的巨大損失?？諝獠蓸釉缙跓熿F探測系統(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)報警系統(tǒng)無法發(fā)揮功效的場所，采樣管網(wǎng)采用pvc阻燃管，采樣孔就打在pvc上，每個采樣孔的保護面積相當(dāng)于一只感煙探測器。管路安裝形式多樣，采樣網(wǎng)管中的支管和毛細管可以水平或垂直方向布置在任何地方，如封閉機柜內(nèi)、活動地板下或吊頂內(nèi)，設(shè)備內(nèi)部過流、過壓產(chǎn)生的微量煙霧可以

12、直接探測到；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)在交換機上方或空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備的回風(fēng)口處，因機房內(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，可及時探測到整個機房環(huán)境內(nèi)的煙霧變化，而普通感煙探測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，通信機房中往往是因為一些設(shè)備或線纜過電壓、過電流而揮發(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。這說明空氣中已出現(xiàn)了煙霧，只不過煙霧的濃度低于人眼的視覺閾值，當(dāng)然更低于普通報警探測器的報警閾值。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，使普通感煙探測器無能為力。而空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)的工作原理是光散射測量技術(shù)，當(dāng)激光照射到空氣樣品上時，不同直徑的煙粒子發(fā)生的散射現(xiàn)象是不一致的，普通感煙探測器都只對某些物質(zhì)材料燃燒產(chǎn)生的煙霧響應(yīng)好，而對另外一些材料產(chǎn)生的煙霧響應(yīng)差，如光電感煙探測器對合成材料產(chǎn)生的煙霧敏感，而離子感煙探測器對天然材料產(chǎn)生的煙霧比較敏感，而空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)對各種材料產(chǎn)生的煙霧都敏感，而空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)對各種材料產(chǎn)生的煙霧都敏感，而空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)對各種材料產(chǎn)生的煙霧都敏感，對任何大小的煙霧粒子均有很好地響應(yīng)。這種激光散射的測量方法精確，測量范圍寬，靈敏度高，

14、因此對微量的煙霧也能探測報警。其pvc采樣管內(nèi)無任何電子器件，因此不會受到機房內(nèi)電磁環(huán)境的干擾，甚至可用于防爆環(huán)境，其多級過濾方式一方面將大的灰塵、臟物過濾掉，另一方面又將精細過濾后的潔凈空氣送回探測腔，時時刻刻清洗腔內(nèi)的光學(xué)元件，而且空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)還采用了結(jié)合激光技術(shù)的灰塵處理和識別分離（LDDTM）功能，因此這種設(shè)備可以較長時間不用清洗和校正，不僅降低了誤報率，而且延長了系統(tǒng)的使用壽命，滿足了通信機房的不間斷火情監(jiān)測的需要。而感煙探測器必須每年或每二年清洗和校正一次，在清洗和校正期間，探測系統(tǒng)無法對機房實施火情監(jiān)測，從而使機房較長時間處于無監(jiān)測狀態(tài)，而且探測器的清洗和校正所需費用

15、較高，從而增加了運行費用?？諝獠蓸釉缙跓熿F探測系統(tǒng)靈敏度高，得益于其所具有的自動環(huán)境學(xué)習(xí)功能（classfire）可以根據(jù)周圍的環(huán)境進行學(xué)習(xí)，然后根據(jù)所積累的數(shù)據(jù)設(shè)定靈敏度，以達到任何環(huán)境都能精確探測的效果，該功能還可以鑒別出灰塵、潮氣和煙霧的存在，另系統(tǒng)的自動比較功能可以設(shè)置警報的延時輸出，經(jīng)過一段時間的比較，系統(tǒng)可以確定煙霧的穩(wěn)定變化再發(fā)出警報，從而避免由于環(huán)境的異常變化造成的誤報，提高了報警的可靠性。空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)還能與普通火災(zāi)報警控制器相連，實現(xiàn)雙路報警或者啟動聲光報警設(shè)備，并可通過高級接口把早期報警系統(tǒng)同樓宇管理等智能系統(tǒng)或通信建筑環(huán)境動力等局域網(wǎng)連接，融入到這些智能化系統(tǒng)中去。通信機房正向無人值守方式發(fā)展，對機房的遠距離集中監(jiān)控變得非常必要，空氣采樣早期煙霧探測系統(tǒng)對有局域網(wǎng)的場合如環(huán)境動力網(wǎng)采用開放協(xié)議高級接