淺析空氣采樣早期煙霧探測系統在大型倉儲中的應用

引言

火災探測技術的發展歷程與建筑消防安全需求演變密切相關。20世紀30年代，首個基于水銀溫度敏感特性的火災探測器問世，開創了自動火災報警技術的先河1]。經過近百年的技術演進，現代火災探測器已發展出適應各類建筑形態的多元化產品體系。在消防電氣設計中，探測器的選型與布置需綜合考量建筑空間特征、使用功能、火災荷載及環境干擾等因素，這對高大空間建筑尤為重要。此類建筑往往具有防火分區面積大、結構復雜、救援困難等特點，一旦發生火災易造成重大損失。傳統探測器在應對高大空間時存在明顯局限性，亟須通過技術創新優化探測方案，以提升早期預警能力，這已成為當前消防電氣工程領域的重要研究課題。

一、空氣采樣早期煙霧探測的起源

火災探測技術發展始終與建筑形態演變緊密關聯。傳統點型感煙探測器受限于 12m 的安裝高度閾值，感溫探測器僅限于 8m 以下空間，難以滿足現代高大空間建筑的防火需求。火災初期產生的亞可視煙霧顆粒在上升過程中既低于探測器報警閾值，又易被通風系統稀釋，導致傳統探測技術在高大空間內幾乎失效。20世紀70年代，澳大利亞科學家突破技術瓶頸，基于光電材料與傳感技術的進步，首創了空氣采樣早期煙霧探測技術。該技術通過主動吸氣與激光分析相結合，實現了對微量煙霧顆粒的分子級檢測，完美解決了高大空間的火災預警難題。我國在《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-2013）第5.4條中明確將吸氣式感煙火災探測器作為大空間首選方案2，標志著該技術在我國的規范化應用。隨著技術的進步，這一集高靈敏度、低誤報率、強抗干擾能力于一體的探測系統，已成為現代高大空間建筑消防安全的核心保障，展現出廣闊的發展前景。

二、火災的發展階段及適用的探測器

火災發展過程呈現明顯的階段性特征，從初期陰燃到最終劇烈燃燒可分為五個典型階段，即初期無可見煙的陰燃階段、產生可見煙霧階段、產生明火、可見火焰階段、劇烈燃燒階段。傳統點型感煙探測器和紅外對射探測器僅在第二階段（產生可見煙霧階段）才能觸發報警（如圖1）。然而，大量火災案例表明，從煙霧報警到明火蔓延往往只有幾分鐘的應急窗口期，即便消防系統及時聯動啟動，火勢仍可能快速失控。由于傳統探測技術存在局限，其只能被動感知已經形成的煙氣或火焰，而無法捕捉火災初期的物質熱解征兆。空氣采樣早期煙霧探測系統通過技術創新突破了這一瓶頸。該系統采用主動吸氣式工作原理，通過分布式管網持續采集空氣樣本，并運用高精度激光分析技術識別熱解產物中的特征分子和微粒。這種主動探測機制使其能夠在火災萌芽階段（陰燃期）發現潛在火情，為應急處置爭取寶貴時間。系統還具備智能識別功能，可有效區分灰塵等干擾物與真實火災信號，大幅降低誤報率。相比傳統探測技術的被動響應模式，這種主動式、分子級的早期預警能力，顯著提升了高大空間建筑的火災防控水平。

圖1火災發展趨勢曲線圖

三、極早期空氣采樣探測器和傳統火災探測器的性能對比（如表1）

大型物流倉儲的快速發展對火災防控提出了更高要求，傳統探測器在倉儲環境中存在明顯局限。點型感煙探測器因 12m 安裝高度限制難以覆蓋高架區域，5obs/m-10obs/m 的靈敏度不足；感溫探測器需環境溫度達 80^°C 才報警，響應嚴重滯后;紅外對射探測器易受貨物遮擋影響。相比之下，空氣采樣感煙探測器展現出獨特優勢。第一，采樣管網可靈活布置于鋼梁或貨架間，突破空間限制；第二， 0.0001%0bs/m-4%obs/m 的超高靈敏度能在火災初期精準預警；第三，主動吸氣式工作原理不受貨物遮擋影響。以維龍昆山淀山湖物流園為例，該系統通過科學布管實現無死角監測，配合雙重過濾裝置，有效克服粉塵干擾，實現了零誤報率。這種技術突破不僅解決了傳統探測器在高大空間的應用瓶頸，還為現代倉儲提供了可靠的早期火災預警方案，對保障全球供應鏈安全具有重要意義。其成功實踐表明，空氣采樣技術是應對物流倉儲特殊消防需求的最優選擇。

表1極早期空氣采樣探測器和傳統火災探測器的性能對比

四、運用實例

現代物流倉儲行業涵蓋日用品、食品、紡織品、醫藥品等高價值商品的存儲與轉運，其快速發展對消防設計提出了更高要求。作為大型倉儲設計的專業機構，我院自上海大物流規范首次強制要求采用空氣采樣煙霧探測系統以來[3]，始終倡導該技術的應用，并在《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-2013）中得到進一步確認。以維龍昆山淀山湖物流園為例，該項目占地 46127.6m² ，新建丙類倉庫等設施共 24934.3m² ，充分展現了空氣采樣式極早期煙霧探測系統的工程價值。該系統通過管網式主動采樣和激光探測技術，克服了傳統探測器在靈敏度（0.0001%obs/m-4%obs/m） 安裝高度（突破 12m 限制）和抗干擾性等方面的局限，實現了對初期火災的有效預警，為大型物流倉儲提供了可靠的消防安全保障。這一成功實踐驗證了空氣采樣技術在倉儲消防領域的突出優勢。

現代物流倉儲因其空間高大、貨物密集的特性，對火災探測系統提出了特殊要求。傳統火災探測器在倉儲環境中存在明顯不足，空氣采樣極早期煙霧探測系統通過技術創新完美解決了這些難題。以維龍昆山淀山湖物流園項目為例，該項目采用了瑞士SecuritonASD535系統，其技術特點主要體現在三個方面。首先，采用“垂直 + 水平”的復合管網布置方式，采樣管沿墻上升至屋頂后水平延伸，間距為 8m ，采樣孔間距為 7m ，形成立體監測網絡；其次，系統具有 0.0001%obs/m-4%obs/m 的超高靈敏度，能在火災陰燃階段（可見煙產生前1h—2h）就識別危險；最后，配備獨立的UPS電源系統，將市電轉換為24V安全電壓，確保持續穩定運行。該系統的工程實施具有顯著優勢，突破了空間限制，采樣管網可靈活布置在各類復雜環境中；主動吸氣式工作原理不受貨物遮擋影響；早期預警為應急處置爭取了寶貴時間。項自共配置8臺探測主機，每個防火分區2臺，形成雙重保障。實踐證明，空氣采樣技術在物流倉儲領域具有不可替代的優勢。其早期預警能力可將火災控制在萌芽階段，靈活的管網布置適應各種倉儲環境，穩定的電源保障確保系統可靠運行。這些特點使其成為現代倉儲消防安全的理想解決方案，為保障全球供應鏈安全做出了重要貢獻。隨著技術進步，空氣采樣系統必將在更廣泛領域發揮重要作用4。

瑞士SecuritonASD535空氣采樣早期煙霧探測系統通過創新的技術設計和智能化功能，為現代物流倉儲提供了全面、可靠的火災預警解決方案。該系統采用SecuriLine協議構建網絡化監控體系，實現探測主機、顯示終端和遠程設備的互聯互通，具備實時監控、自動故障檢測和多渠道報警推送功能。在現場應用中，系統通過干接點信號輸出預警和火警兩級報警信號，分別觸發管理預案和聯動消防設施，形成完整的火災響應機制。其核心優勢在于 0.0001%obs/m 的超高探測靈敏度，配合獨特的雙重過濾技術和采樣管自動清洗裝置，有效克服了倉儲環境揚塵干擾，實現了運行零誤報的卓越性能。系統采用模塊化設計，探測主機壁掛安裝在 1.5m 的高度，采樣管網靈活布置，配合智能自清潔功能和可清洗過濾器，大幅降低了安裝維護難度和成本。這些技術創新使ASD535系統完美解決了傳統探測器在倉儲環境中的適用性問題，其網絡化、智能化特性，不僅提升了火災預警的及時性和可靠性，還為現代物流倉儲的消防安全管理樹立了新標準[5]。

維龍昆山淀山湖物流園項目采用空氣采樣極早期煙霧探測系統，通過激光檢測技術分析吸入空氣樣本，實現預警和火警二級報警功能。該系統具有預警時間早、準確率高、安裝維護簡便等優勢。多年運行實踐表明，該探測系統在項目中表現出合理、可靠、經濟的特性，完全滿足大型物流倉儲的火災預警需求。

結語

隨著我國經濟社會的快速發展，開放式大空間建筑的火災自動報警系統設計迎來了重要變革。這一進步得益于消防理念的持續更新、對火災預防工作的日益重視以及技術水平的整體提升。國家設計規范、驗收標準等規范性文件的逐步完善，為空氣采樣技術的推廣與應用提供了制度保障。該技術將傳統的“火災報警”升級為“早期預警”，大幅提升了火災防控的時效性，為保護人民群眾生命財產安全提供了更加可靠的技術支撐，標志著我國消防技術發展邁入了新階段。

參考文獻

[1］黃湘平.綜合管廊消防系統中火災探測器的應用分析[J].今日消防，2024，9（08）：32-34.

[2]楊巖敏.《火災自動報警系統設計規范》有關問題的探討及建議[J].智能建筑與智慧城市，2021，（03）：34-35+41

[3]于軍.數據中心電氣消防設計策略[J].住宅與房地產，2021，（18）：139-140.

[4」池健輝，王漢鋒.高大空間吸氣式極早期煙霧探測告警系統施工技術[J].安裝，2024，（12）：26-29.

[5]劉闊，劉文元，曾會彬，等.基于多傳感器信息融合的火災探測和自動化預警系統設計[J].自動化與儀表，2024，39（05）：89-93.