车站吸气式感烟火灾探测器系统设置方案NXPowerLite.docx
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车站吸气式感烟火灾探测器系统设置方案NXPowerLite
车站吸气式感烟火灾探测系统设置方案
1.概述：
1.1.工程概况
乌鲁木齐轨道交通1号线（三屯碑站至国际机场站）正线长27.615km，共设车站21座，平均站间距1.34km，均为地下线。
最大站间距2.872km，为宣仁墩～大地窝堡区间；最小站间距808m，为大西沟～中营工区间。
全线设燕儿窝停车场一座，位于线路南端，燕儿窝路以东、水上乐园西南方向地块内；设百园路车辆段与综合基地一处，位于北京路以东，城北主干道以北，天津路以西的地块内。
设110kV主变电站两座，分别位于南门站和植物园站附近。
全线网设一处控制中心，暂时位于碟王针织公司地块（体育中心站西北象限）。
本线在百园路车辆段与综合基地设备用控制中心一座。
1.2.环境条件
海拔高度：
≤1000米
环境温度：
-25℃~+40℃
相对湿度：
年平均相对湿度57%，有凝露情况发生
地震烈度：
8度
设计寿命：
30年
1.3.厂家简介
英国爱森司公司（AirsenseTechnology）成立于20年前，是专业生产极早期烟雾探测器，也称吸气式烟雾探测器（空气采样探测器）的专业厂家，品牌是爱森司。
英国爱森司公司于2008年4月4日被英国凯德产品有限公司（KiddeProductsLimited）收购。
英国凯德产品有限公司（KiddeProductsLimited）的是美国联合技术公司消防安防部门的一部分，联合技术公司为世界各地的航空航天工业以及建筑内部系统等领域提供广泛的高科技产品。
联合技术公司（UTC）的子公司包括
Ø开利公司（供热、空调和制冷系统，控制系统，服务及可持续发展建筑解决方案）
Ø汉胜公司（宇航系统、航空机载设备和工业产品）
Ø奥的斯电梯公司（电梯、扶梯和自动人行道）
Ø普惠公司（生产飞机发动机，地面燃气轮机及地热发电系统、太空推进系统）
Ø联合技术消防安防公司（消防及建筑安保系统）和联合技术动力公司（燃料电池系统）以及联合技术研究中心。
⏹其中海湾安全系统有限公司即属于联合技术消防安防公司（消防及建筑安保系统）
美国联合技术公司获得的重大荣誉包括
∙《巴伦周刊》2011年世界最受尊敬公司
∙《财富》杂志2011年美国最大公司排名第44位
∙《福布斯》杂志2011年全球2000强排名第112位
∙《美国新闻周刊》杂志2011年"美国绿色百强企业"
∙《财富》杂志2011年"最受推崇"航空航天业公司排名第一位
∙自1999年起成为道琼斯可持续发展指数公司
目前有员工199,900人，净销售额达到582亿美元，在全球71个国家和地区设有4000个业务机构，业务遍及180多个国家和地区。
慈善事业投入光2009年就达到1,900万美元。
2.车站吸气式感烟火灾探测系统设置方案
2.1.设计原则
车站如下区域需要采用吸气式感烟火灾探测系统进行火灾探测：
✓车站的站厅和站台公共区（不含出入口）、附属用房走廊考虑设置吸气式感烟火灾探测系统；
✓设备区走廊吊顶：
如采用全封闭形式，则采用点式探测器安装在吊顶下方。
如为开敞式，则采用吸气式设置于走廊顶部。
✓车站站厅、站台公共区：
吊顶形式如为全封闭形式或镂空率小于15%，采用点式探测器。
镂空率大于15%的吊顶可用吸气式报警系统。
具体情况在装修方案稳定后确定。
✓本方案中所选择的吸气式感烟火灾探测系统设备（吸气式感烟探测器主机、采样管）为同一品牌、同一档次设备。
✓系统单台报警器所管辖的范围不能跨越防烟分区。
设计及施工、验收所参考的相关规范：
《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）
《地铁设计规范》（GB50167-2003）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）
《火灾报警控制器》（GB4717-2005）
《特种火灾探测器》（GB15631-2008）
《消防联动控制系统》（GB16806-2006）
《火灾报警控制器通用技术条件》（GB4717-2005）
《中国国家电磁兼容相关标准》（IEC610000-4-3）
《BS6266-2002》（英国标准）
《NFPA72-1999》（美国标准）
《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50166-2007）
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）
《吸气式烟雾探测火灾报警系统设计、施工及验收规范》（DBJ01-622-2005）
2.2.系统构成
本项目所使用的产品包括：
Airsense系列吸气式感烟火灾系统由探测器及专用电源、空气采样管、通讯总线、命令模块（网关、或协议转关网关）、FAS接入模块等设备组成。
在此我方郑重承诺：
配合设计单位进行深化设计，设备生产、供货、安装/安装督导、调试、验收、移交、培训等内容均满足本招标文件以及现场实际的要求。
Airsense系列吸气式感烟探测器具有中国消防产品质量认证委员会颁发的产品质量（CCCF）认证证书和国家级消防产品检测中心出具的独立的产品全性能检验报告，以及权威检测机构出具的电磁兼容性检验报告。
按照要求张贴中国消防产品质量认证委员会印制的安全认证标志（CCCF）。
取得了UL,FM,LPCB,VDS知名国际认证，符合CE,UL,FM,LPCB,VDS知名国际认证的产品适应环境条件公示的技术、性能条件。
所有设备的设计和制造均符合有关的ISO和IEC标准。
电磁兼容能力强通过EMC认证。
2.2.1.构成描述
各车站吸气式烟雾探测器可通过RS485组成环形网络,并通过FAS接入模块或网关设备（命令模块）最终接入FAS车站级火灾报警系统，并可在车站GCC系统中及时显示。
同时FAS车站级系统，也可将相关报警及故障信息通过综合监控环网送至ISCS系统，并最终上传至中心级FAS系统。
另外，可根据需要选择另一种监控路由方式，将车站各台吸气式烟雾探测器报警网络所需监控的信息，通过网关（命令模块）接入ISCS系统，ISCS系统经由TCP/IP网络将吸气式感烟探测系统所有信息传到FAS车站级火灾报警系统和车站GCC系统，同时也将信息上传至中心级FAS系统。
探测器→FAS车站级→中心级FAS系统（FAS系统具有独立的地铁组网网络时）
吸气式感烟火灾探测系统接入本车站火灾报警系统有三种方式，业主可根据需要进行选择。
✓第一种，硬线接口：
每台探测器均具有预警信号、火警信号和探测器故障信号干触点输出功能，可通过FAS模块接入车站级FAS系统实行统一管理，可实现对探测器的管理诸如：
复位、报警、故障、分析、事件、时钟等信息的命令、维护、显示、储存。
Airsense系列吸气式感烟探测器均自带直接可用的继电器端口5个（火警1、火警2、预警、辅助报警、故障），另有备用继电器3个可进行复位、隔离、气流信息的外接。
✓第二种，通信接口：
吸气式感烟探测系统可通过网关（命令模块）的MODUBUS/RTU协议直接与FAS维护工作站连接，实现接入车站级FAS系统实行统一管理的功能。
无缝实现探测器报警、故障、操作、事件等信息的互通。
且我方制造商在此郑重承诺无条件开放相关软件协议。
✓第三种，通信接口：
吸气式感烟探测系统还可通过网关（命令模块）的MODUBUS/RTU协议直接与ISCS系统连接，ISCS系统通过（光纤/局域网）读取命令模块所接收探测器、集中显示模块信息。
ISCS系统经由TCP/IP网络将吸气式感烟探测系统所有信息传到FAS车站级火灾报警系统和车站GCC系统。
实现接入车站级FAS系统实行统一管理的功能。
Airsense命令/通讯模块探测器（暂定设置于车站控制室或车站综合监控机房）能够对本车站所有的探测器进行集中监控，包括集中编程、复位等远程操作以及集中显示各探测器报警、故障等信息的功能等；同时该探测器能实现本地的报警、故障显示以及本地复位等功能；该探测器还能与FAS系统接口（硬线接口和通讯接口均可），实现预警信号、火警信号和探测器故障信号的监视功能。
可根据需要设置SenseNET®吸气式探测系统一体化维护工作站，SenseNET®监控软件再通过网关（命令模块）对车站中每台探测器进行维护/调试和监控报警功能。
SenseNET软件的存储容量基本上的无限制的，根据工作站所配置的存储容量而定。
在Airsense探测器单机的事件记录存储容量不能满足要求时，也可以考虑增设SenseNET®吸气式探测系统一体化维护工作站。
本项目选用的Airsense系列吸气式感烟探测器：
HSSD2和Micra25，详见下图。
HSSD2Micra25
2.2.2.系统构成图
2.3.Airsense系列探测器优势
对于高灵敏度烟雾不能一味地强调高灵敏度，而忽略了可靠性和误报率等其它方面。
虽然Airsense系列的吸气式烟雾探测器分辨率高达0.0015%OBS/m，但是Airsense更加强调高灵敏度和低误报的和谐统一。
正是从用户的角度出发，Airsense探测器使用了相对灵敏度探测原理，通过运用ClassiFire®专利技术，将高灵敏度和低误报两者很好地兼顾起来。
Airsense系列吸气式高灵敏度吸气式感烟探测器的9大特性：
2.3.1.相对灵敏度探测
爱森司公司的探测器根据其安装环境持续不断的调整自身灵敏度,提供相对于保护区域背景烟雾浓度的“相对”报警阈值,而不是相对于“纯洁净”环境的固定报警阈值。
任何时候,探测器的灵敏度都保持恒定,而不受背景烟雾浓度级别波动的影响。
如下图所示,爱森司的Airsense系列探测器的光栅烟雾浓度仅显示高于预期正常背景烟雾浓度的级别,这更能反应真实的火警状态。
2.3.2.人工智能学习系统（ClassiFire®）
所有的爱森司探测器都内置了ClassiFire®人工智能学习系统，从而使探测器考虑了环境背景烟雾浓度的正常范围，避免探测器因灰尘或其他活动导致环境烟雾浓度波动而产生误报。
ClassiFire®最大的特点是不断地学习环境的变化，其他探测器最多只学习24小时，之后与环境的变化再无关系，ClassiFire®通过持续学习将报警灵敏度自动维持在一个最优级别上。
从而控制误报的产生。
2.3.3.激光灰尘鉴别技术（LDD™）
使系统只接受由烟雾产生的信号，避免环境自身产生的灰尘干扰。
在使用了该功能后，微小的灰尘颗粒，如婴儿的爽身粉不会引起探测器误报警，当然，真正的烟雾还是可以报警。
做到高灵敏和低误报的和谐统一。
通过‘激光散射探测+颗粒分析’技术，探测烟雾粒子的直径范围可达0.003μm~10μm。
2.3.4.过滤器监视及补偿技术
主流厂商的吸气式探测器都适用了内置的灰尘过滤器。
但是大部分厂家的过滤器存在风险。
过滤器的能效与真实的灵敏度关系见下表：
过滤器能效
报警设定值（%OBS/m）
真实的灵敏度（需要多少烟雾触发报警）
解释
100%（新的过滤器）
0.08
0.08（=0.08/100%）
全部烟雾颗粒通过了过滤器，进入探测腔
80%（堵塞20%）
0.08
0.10（=0.08/80%）
只有80%的烟雾颗粒通过了过滤器，进入探测腔
40%（堵塞60%）
0.08
0.20（=0.08/40%）
只有40%的烟雾颗粒通过了过滤器，进入探测腔
20%（堵塞80%）
0.08
0.40（=0.08/20%）
只有20%的烟雾颗粒通过了过滤器，进入探测腔
10%（堵塞90%）
0.08
0.80（=0.08/10%）
只有10%的烟雾颗粒通过了过滤器，进入探测腔
因此如果过滤器没有补偿，过滤器中积累的灰尘越来越多。
随着过滤器的能效下降，探测器的真实灵敏度会显著下降。
这就解释了为什么有些厂家新的探测器在演示时非常灵敏，运行一段时间后，变得不灵敏，最坏的结果是过滤器堵死而不能报警。
而爱森司探测器使用了特有的过滤器补偿技术，即随着过滤器能效的下降，进入探测腔的烟雾粒子会减少，这时，探测器的报警设定值会由ClassiFire®人工智能进行调整并自动变小，从而保证一贯的灵敏度水平。
2.3.5.WASTEGATE专利技术
Airsense系列探测器使用WASTEGATE专利技术，使得采样空气与电路板不接触。
Airsense系列探测器的内部材料比较特殊。
尤其值得一提的是，探测器的空气回路结构使用了一种叫做WASTEGATE的专利技术，使得采样空气与电路板没有接触，这样能够保证空气中的污染有害气体不会对电路板产生直接的腐蚀作用。
Airsense探测器的内部结构如下图所示：
2.3.6.MatrixScan专利虚拟定位技术
当现场需要准确的报出空气管路上某个采样孔的准确位置时，可以通过MatrixScan™虚拟定位技术实现。
✓MatrixScan™技术
✓AirSense公司Stratos系列探测器独有
✓帮助快速定位火灾发生的位置
✓虚拟定位功能内置于CM
✓软件设置方便快捷
Matrix虚拟探测器技术是AirSense的专利技术，通过交叉定位的方式，通过合理的布管方式，可以在管路交叉位置设置虚拟探测器，可像对真实探测器一样，对虚拟探测器进行各种操作，直观的进行烟雾定位
2.3.7.多功能的命令模块
该命令模块可以对所有的探测器进行编程，可以监视并显示所有设备的状况，而且它自带继电器输出。
当网络上任意一台探测器故障或火警，命令模块的相应继电器将进行输出。
大型的项目，会有不同系统之间的互联需求，而Airsense系统能够轻松满足该需求。
在爱森司的Airsense的控制主机-命令模块上，有内置的开放协议输出接口，该接口可以输出MODBUS/RTU协议和BACNET协议，可以与市场上主流的楼宇自控系统进行连接。
现在大部分人都有手机。
Airsense系统可以把系统的报警和故障信息通过全能的控制主机-命令模块发送到用户指定的手机上，让用户时刻掌握系统动态，并采取必要的行动。
2.3.8.强大的联网和监视功能
Airsense的管理软件SenseNET支持真正的两级监控，这种应用特别适合于大型生产单位，如连锁超市，电信机构等，他们通常会在本地（如乡镇级）控制，在上一级（如县市级）实行监视，本地控制的站点相互之间不能访问对方探测系统，只有上一级别的管理人员才能访问所有的探测系统。
该软件支持最多16个网络，每个网络支持127台探测器。
而每个网络的回路线最长可以支持152.4公里！
特点如下：
✓每个网络支持127台探测器和127台显示面板
✓每个网络最长可以支持152km网络线长度
✓报警时间短。
不存在扫描过程，有烟即报警。
✓不存在由于烟雾残留而引起的误报问题。
2.3.9.地铁环境适应能力强
空气采样探测系统抗干扰能力强，报警器经采样管道将现场探测区域中含有烟雾信息的空气样本传送到主机进行处理，为非电气连接，所以不受电气的干扰和环境因素的影响，采样管道抗电磁辐射、抗潮湿能力强；其管网采用ABS-V0管材（阻燃能力高达到V0级），阻燃、耐恶劣环境，具有优异的耐冲击性，良好的低温性能和耐化学药品性，尺寸稳定性好，表面光泽，易着色和涂装。
AirSense的高灵敏度吸气式感烟探测器拥有CCCF,UL,FM,LPCB,VDS等多项认证，同时满足或超过欧共体指令（2004/108/EC）EMC电磁兼容的要求，抗强电磁场干扰能力强。
抗高温能力强：
可工作温度范围最宽为-10~+60℃。
抗潮湿能力强：
工作湿度范围0%~90%（无结露情况下），IP50防护等级。
抗震动能力强：
通过国家CCCF认证，通过“振动（正弦）（运行）试验”，同时目前已经投入运行使用的地铁线路能很好的证明，Airsense系统适用于地铁项目，具有抗高温﹑抗潮湿﹑抗震动﹑抗强电磁场干扰的实际能力。
目前使用Airsense产品的地铁有：
天津地铁2号线；天津地铁3号线；上海地铁8号线（变电站）；上海地铁10号线（83台）；上海地铁9号线（20台）。
总之，高灵敏度+低误报率=Airsense吸气式烟雾探测器！
2.4.配置说明
2.4.1.车站配置表
车站吸气式感烟火灾探测系统配置表如下：
四管激光型吸气式极早期烟雾探测器
（含附件等）
四管激光型吸气式极早期烟雾探测器
HSSD2
Airsense/英国
命令/通讯模块
CommandModule
Airsense/英国
外置过滤器
YLHSE-WZGLQ-110
Airsense/中国
空气采样管（m）
YLHSE-ABS-WDZ-V0
Airsense/中国
单管激光型吸气式极早期烟雾探测器
（含附件等）
单管激光型吸气式极早期烟雾探测器
Micra25
Airsense/英国
外置过滤器
YLHSE-WZGLQ-110
Airsense/中国
空气采样管（m）
YLHSE-ABS-WDZ-V0
Airsense/中国
探测器专用电源（含附件）
专用电源
DY-200
海湾/中国
专用电源电池
12V/24Ah
闽华/中国
2.4.2.四管/单管探测器选型
1）探测器的报警灵敏度
传统的火灾报警系统通常是在可见烟阶段才能探测到烟雾，发出警报，此时火情所造成的巨大经济和财产损失已不可避免。
Airsense探测器在不可见烟阶段给我们提供相关火情信息。
Airsense探测器灵敏度范围0.0015%－25%obs/m，为传统探测器的数百倍，最大分辨率0.0015%obs/m。
可根据项目的需要设置每个探测器均为高灵敏度，即将每个采样孔的灵敏度设置为不大于0.8%obs/m。
2）探测器的报警时间计算
本车站中，对于一台站厅的探测器，保护50米长x24米宽x16米高的空间。
探测器安装在1.5米的高度，示意图如下：
对于16米高度的空间在没有风的情况下，根据爱森司公司的FDS模拟演算，100KW火源产生的烟雾到达顶部的时间大约是15秒，示意如下：
对于1号管道，管道本身的传送时间是85秒，见下图：
对于2号管道，管道本身的传送时间是91秒，如下图：
对于3号管道，管道本身的传送时间是98秒，如下图所示：
因此对于一个地面上的100KW的火灾，探测器可以报警的时间是：
管道
烟雾上升时间
管道传送时间
总的报警时间（秒）
规范要求
1
85
15
100
120秒
2
91
15
106
120秒
3
98
15
113
120秒
在项目实施时，我们可以针对本项目进行优化，使得报警时间可以缩短10秒左右。
具体优化措施包括：
✧探测器安装于中间的位置，而不是图纸上的边柱上；
✧优化开孔大小；
✧调整气泵速度。
3）探测器的保护面积
根据目前的设计，每个采样孔的保护面积为8x6米=48个平米，满足规范的要求。
4）选型总结
✓极早期系统的第一个指标是看灵敏度。
判断灵敏度，最重要的一条指标检测报告，实际能够开多少个孔。
爱森司的探测器可以开44个采样孔，而一般的产品通常最多40个孔。
爱森司的探测器的灵敏度高达0.0015%obs/m.
✓极早期系统的第二个指标是看误报率，主要是靠防误报措施。
爱森司的探测器有三大防误报措施：
一是注册专利ClassiFire，自动调整灵敏度，适合车站这种半开敞的灰尘环境，二是注册专利LDD，激光灰尘识别，三是内置过滤器和外置过滤器。
✓极早期系统的第三个指标是看是否过滤器补偿。
前文所述，如果没有过滤器补偿，那么灵敏度会逐渐下降。
爱森司探测器全部有过滤器补偿，保证灵敏度恒定。
✓极早期探测器的第四个指标是看联网能力。
爱森司探测器自带联网模块，每个网络支持127台探测器，每个网络线的长度达到152km.
✓极早期探测器的第五个指标是看对外输出能力。
爱森司探测器除了继电器之外，可以对外输出MODUBUS等开放协议，方便将来的联网。
2.4.3.信号输出与联网监控
1）硬线接口：
继电器干接点
在爱森司的探测主机中，都内置了5个输出继电器和3个输入继电器，如果有需要，可以通过外加一块继电器板的方式，增加5个继电器。
默认的端子功能如下图：
通常连接到FAS系统有1个火警信号，1个故障信号，还有1个输入信号作为远程复位。
爱森司的探测器可以接收3个外部输入，分别是输入1，输入2和输入3.输入1通常作为远程复位用，输入2可以用来监视电源故障，输入3可以用来远程切换灵敏度。
2）通讯接口：
标准的Modbus或BACNET协议及端口
在需要将极早期系统的信号集成到系统监控软件里面，这时需要各个子系统厂家能够提供开放协议，让各个子系统集成到一个监控平台。
通过爱森司的命令模块可以轻松实现该功能。
命令模块可以提供两种通讯协议供第三方选择使用，这两种协议为Modbus协议和BACNET协议。
连接的示意图如下:
2.4.4.过滤器
为了能够有效避免灰尘引起探测器误报和造成探测器污染，每台吸气式感烟火灾探测主机同时设置内置式空气过滤装置和外置式空气过滤装置，对灰尘等进行多层过滤。
内置式空气过滤装置的使用寿命受到监视，内置式空气过滤装置状态受到实时自动监测。
Airsense探测器使用了特有的过滤器补偿技术，即随着过滤器能效的下降，进入探测腔的烟雾粒子会减少，这时，探测器的报警设定值会由ClassiFire®人工智能进行调整并自动变小，从而保证一贯的灵敏度水平。
过滤器监视及补偿技术。
主流厂商的吸气式探测器都适用了内置的灰尘过滤器。
但是大部分厂家的过滤器存在风险，并没有对过滤器的工作状态进行有效的监视和补偿。
过滤器的能效与真实的灵敏度关系见下表：
因此如果过滤器没有补偿，过滤器中积累的灰尘越来越多。
随着过滤器的能效下降，探测器的真实灵敏度会显著下降。
这就解释了为什么有些厂家新的探测器在演示时非常灵敏，运行一段时间后，变得不灵敏，最坏的结果是过滤器堵死而不能报警。
而爱森司探测器使用了特有的过滤器补偿技术，即随着过滤器能效的下降，进入探测腔的烟雾粒子会减少，这时，探测器的报警设定值会由ClassiFire®人工智能进行调整并自动变小，从而保证一贯的灵敏度水平。
在维护期间唯一可能需要更换的现场部件是灰尘过滤器。
过滤器的状态可以通过诊断菜单中的过滤器菜单看到。
过滤器状态读数是一个以百分比显示的灰尘过滤效率，当此值低于80%以后，探测器会产生一个过滤器需更新故障信息，此时需要更换一个新的过滤器。
以下为内置过滤器更换流程图：
外置式空气过滤装置的状态通过气流监测，实时自动监测。
采样管道1-4有各自独立的传感器，气流低，气流高和管道气流参数，比如管道气流1指采样管道1的当前进气量。
气流低表示，当某管道的气流量减小至某一预设值，即会触发“气流低”故障信号，提示此外置过滤器或管道可能堵塞了。
同样，气流高表示，当某管道的气流量增大至某一预设值，即会触发“气流高”故障信号，提示此管道可能断裂或者连接处密封失效了。
每台采样主机的采样管配置YLHSE-WZGLQ-110外置过滤器：
一进一出，三层过滤，能方便拆除清洗重复使用，最小过滤20μ灰尘，方形，长80mm,宽80mm，高80mm。
外置过滤器安装参考图如下：
2.4.5.空气采样管
空气采样管包含管材、管件、采样点、固定卡、胶水。
因标书中未明确此部分清单数量及报价。
故在此依据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013的相关要求对空气采样管数量进行估定。
✓四管激光型吸气式极早期烟雾探测器按照每台探测器配置不超过200m空气采样管。
✓单管激光型吸气式极早期烟
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