侯博文

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高鐵建設(shè)規(guī)模也日益龐大，旅客站房作為鐵路交通與城市的交匯點(diǎn)，既是城市門(mén)戶(hù)工程，也是實(shí)現(xiàn)人員流動(dòng)及文化交流的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)高鐵站房的候車(chē)廳及進(jìn)站廳多為高大空間，整體結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，裝修風(fēng)格具有鮮明當(dāng)?shù)匚幕厣?，為旅客營(yíng)造出空闊舒適的環(huán)境。高鐵站房的候車(chē)廳及進(jìn)站廳人員密集，流線復(fù)雜，環(huán)境陌生，一旦發(fā)生火災(zāi)，當(dāng)發(fā)生初期沒(méi)有及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)警，高大空間煙霧不容易排除，火災(zāi)不受限制就會(huì)迅速蔓延，嚴(yán)重威脅人民生命、財(cái)產(chǎn)安全。以昭通東站設(shè)計(jì)為例，分析旅客站房?jī)?nèi)高大空間可能發(fā)生火災(zāi)的種類(lèi)及位置，介紹設(shè)計(jì)中選擇的火災(zāi)探測(cè)器的特點(diǎn)，闡述高大空間的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)多種探測(cè)器的結(jié)合使用，最終實(shí)現(xiàn)火災(zāi)快速準(zhǔn)確的探測(cè)與報(bào)警。

1 高鐵站房高大空間可能發(fā)生的火災(zāi)分析

乘坐高鐵攜帶物品有嚴(yán)格規(guī)定，旅客站房候車(chē)廳等高大空間內(nèi)一般可能會(huì)發(fā)生A 類(lèi)火災(zāi)和E 類(lèi)火災(zāi)。A 類(lèi)火災(zāi)是指固體物質(zhì)火災(zāi)，這種物質(zhì)具有有機(jī)物質(zhì)性質(zhì)，在燃燒時(shí)，能夠產(chǎn)生灼熱的余燼，比如說(shuō)紙張、煤炭、塑料、木材、毛、干草、棉、麻等火災(zāi)。E 類(lèi)火災(zāi)是指電氣火災(zāi)。

A 類(lèi)火災(zāi)發(fā)生初期，通常表現(xiàn)為陰燃。當(dāng)起火點(diǎn)發(fā)生在高大空間的底部時(shí)，火災(zāi)煙氣會(huì)迅速擴(kuò)散、上升；發(fā)煙量小的陰燃物產(chǎn)生的煙氣上升至一定高度，煙氣的浮力與重力達(dá)到平衡，煙氣不再上升，煙氣達(dá)不到頂部，就開(kāi)始出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，發(fā)煙量大的陰燃物產(chǎn)生的煙氣會(huì)迅速上升至頂棚，并形成穩(wěn)定的煙氣層。

高鐵站房候車(chē)廳為高大空間，頂部較高，候車(chē)廳吊頂內(nèi)電氣管線較多，存在很大的電氣火災(zāi)隱患。

2 設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定及依據(jù)

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116—2013）第12.4 章規(guī)定：

12.4.1 高度大于12m 的空間場(chǎng)所宜同時(shí)選擇兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測(cè)器。

12.4.2 火災(zāi)初期產(chǎn)生大量煙的場(chǎng)所，應(yīng)選擇線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器、管路吸氣式感煙火災(zāi)探測(cè)器或圖像型感煙火災(zāi)探測(cè)器。

12.4.3 線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

1.探測(cè)器應(yīng)設(shè)置在建筑頂部。

2.探測(cè)器宜采用分層組網(wǎng)的探測(cè)方式。

3.建筑高度不超過(guò)16m 時(shí)，宜在6～7m 增設(shè)一層探測(cè)器。

4.建筑高度超過(guò)16m 但不超過(guò)26m 時(shí)，在6～7m和11～12m 處各增設(shè)一層探測(cè)器。

5.由開(kāi)窗或通風(fēng)空調(diào)形成的對(duì)流層為7～13m時(shí)，可將增設(shè)的一層探測(cè)器設(shè)置在對(duì)流層下面1m 處。

6.分層設(shè)置的探測(cè)器保護(hù)面積可按常規(guī)計(jì)算，并宜與下層探測(cè)器交錯(cuò)布置。

12.4.6 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。

3 火災(zāi)探測(cè)器介紹

3.1 點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器

點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器是以煙霧為主要探測(cè)對(duì)象，吸頂安裝在建筑頂棚上，適用于火災(zāi)初期有陰燃階段，煙氣可以聚集到建筑頂棚處的空間。

3.2 紅外對(duì)射線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器

紅外對(duì)射線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器由光束發(fā)射器和光電接收器兩部分組成，采用煙減光法原理，利用煙減少紅外發(fā)光器發(fā)射到紅外收光器的光束光量來(lái)判定火災(zāi)。紅外對(duì)射線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器安裝方便，探測(cè)器反應(yīng)迅速且價(jià)格合理，適用于無(wú)遮擋的高大空間。

3.3 圖像型火災(zāi)探測(cè)器

圖像型火災(zāi)探測(cè)器的原理是利用彩色CCD 攝像頭和紅外CCD 攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，將獲得的視頻圖像信息發(fā)送至圖像型火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)主機(jī)，采用計(jì)算機(jī)模式識(shí)別技術(shù)，以軟件方式識(shí)別視頻中的火焰和煙霧的視頻圖像特征，從而進(jìn)行火災(zāi)判定。圖像型火災(zāi)探測(cè)器可以使工作人員通過(guò)監(jiān)控錄像直接確認(rèn)火災(zāi)是否發(fā)生，不用耗費(fèi)人力、物力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，在管理上具有顯著優(yōu)勢(shì)。

4 工程實(shí)踐

4.1 建筑概況

昭通東站站房總建筑面積31998.13m，主體為地上二層（局部夾層），地下一層，屋面為金屬坡屋面，建筑總高度32.00m（屋面最高點(diǎn)）。其中站臺(tái)層為首層，標(biāo)高±0.000，主要為進(jìn)站廳，進(jìn)站廳為兩層通高；高架候車(chē)層為二層，標(biāo)高9.900m，主要為候車(chē)廳，高架候車(chē)局部設(shè)置夾層標(biāo)高18.000m，層高5.000m，主要功能是商業(yè)及設(shè)備用房。高架候車(chē)廳吊頂為波浪形，最高點(diǎn)高度為26.8m，最低點(diǎn)高度為23.6m，吊頂鏤空率為43.25%。候車(chē)廳吊頂內(nèi)高度為5.1～6.8m。候車(chē)廳寬度106.5m，長(zhǎng)度128.0m。建筑空間關(guān)系見(jiàn)圖1。

圖1 建筑剖面圖

4.2 設(shè)計(jì)思路

該建筑根據(jù)各空間高度不同，進(jìn)站廳（位于首層），吊頂下高度為23.6～26.8m，候車(chē)廳（位于二層），吊頂下高度為13.9～16.9m，候車(chē)廳夾層部分吊頂下高度為5m。進(jìn)站廳和候車(chē)廳空間高度超過(guò)12m，按照規(guī)范宜選擇2 種火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測(cè)器。進(jìn)站廳及候車(chē)廳建筑上部寬闊無(wú)遮擋，正常情況下無(wú)粉塵、水霧或油霧等滯留。建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生較大位移，符合線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器的使用條件，故在這些場(chǎng)所其中一種火災(zāi)探測(cè)器選擇紅外對(duì)射線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器。進(jìn)站廳大部分區(qū)域高度超過(guò)16m 沒(méi)有超過(guò)26m，設(shè)置3 層火災(zāi)探測(cè)器，交錯(cuò)布置；候車(chē)廳大部分區(qū)域高度不超過(guò)16m，設(shè)置2 層火災(zāi)探測(cè)器，交錯(cuò)布置。紅外對(duì)射線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器布置在該建筑標(biāo)高7.0m、標(biāo)高13.5m 和頂部吊頂下0.3m 的位置，詳見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 紅外對(duì)射線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器首層布置

圖3 紅外對(duì)射線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器二層布置

高鐵站房作為重要的交通運(yùn)輸建筑，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)至關(guān)重要。同時(shí)當(dāng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)誤報(bào)時(shí)，能及時(shí)確認(rèn)是否發(fā)生火災(zāi)，確保旅客正常候車(chē)也至關(guān)重要。因此進(jìn)站廳和候車(chē)廳的第二種火災(zāi)探測(cè)器選擇火焰/煙霧圖像型火災(zāi)探測(cè)器，在火災(zāi)發(fā)生初期煙霧為上升至6m 位置或有明火火災(zāi)時(shí)，圖像型火災(zāi)探測(cè)器能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情。當(dāng)系統(tǒng)誤報(bào)時(shí)，工作人員第一時(shí)間查看監(jiān)控視頻，解除誤報(bào)。根據(jù)高鐵站房可能發(fā)生火災(zāi)情形的分析，圖像型火災(zāi)探測(cè)器設(shè)置在標(biāo)高17.9m 的位置，安裝高度距進(jìn)站廳地面17.9m，距候車(chē)廳地面8m，攝像機(jī)角度設(shè)置保證距地2m 以?xún)?nèi)無(wú)盲區(qū)，火災(zāi)探測(cè)器布置及保護(hù)范圍見(jiàn)圖4。

圖4 圖像型火災(zāi)探測(cè)器布置圖

該工程采用兩種可視圖像火災(zāi)探測(cè)器參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 圖像型火災(zāi)探測(cè)器參數(shù)表

高架候車(chē)廳夾層區(qū)域吊頂下高度5m，吊頂鏤空率43.25%，不滿(mǎn)足吊頂下安裝點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器的條件。屋面至高架候車(chē)廳夾層地面高度為10.5m，滿(mǎn)足點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器的安裝條件，故此區(qū)域采取在吊頂內(nèi)金屬屋面上安裝點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器的方式。進(jìn)站廳和候車(chē)廳吊頂內(nèi)高度為5～8m，吊頂內(nèi)設(shè)有檢修馬道，且電氣管線較為密集，在進(jìn)站廳和候車(chē)廳區(qū)域上方的吊頂內(nèi)金屬屋面上安裝點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器來(lái)保護(hù)這些高大空間上部吊頂內(nèi)區(qū)域。

同時(shí)，根據(jù)規(guī)范要求，所有經(jīng)過(guò)進(jìn)站廳及候車(chē)廳上方的電氣回路都設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，進(jìn)站廳及候車(chē)廳區(qū)域的照明回路設(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。

4.3 總結(jié)

該工程進(jìn)站廳、候車(chē)廳及候車(chē)廳夾層的吊頂是完整的一片區(qū)域，根據(jù)不同功能區(qū)域的層高特點(diǎn)，分區(qū)域設(shè)置不同的探測(cè)器種類(lèi)，采用了點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器、紅外對(duì)射線型光束感煙火災(zāi)探測(cè)器及火焰/煙霧圖像型火災(zāi)探測(cè)器。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，高鐵站房的候車(chē)廳及進(jìn)站廳等空間越來(lái)越高大復(fù)雜，如何實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的火災(zāi)探測(cè)在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中尤為重要。昭通東站通過(guò)將不同火災(zāi)探測(cè)器結(jié)合使用，借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)對(duì)采集的不同可疑火災(zāi)參數(shù)進(jìn)行綜合分析判斷，可在第一時(shí)間對(duì)火災(zāi)作出響應(yīng)，挽救人民生命財(cái)產(chǎn)安全。