空气采样探测器设计方案.doc

1、 极早期主动式空气采样感烟探测系统技术方案、 项目概述本项目为暗室工程新建项目，单层高度 20 米以上，考虑到防火要求，因空间高，不宜采用普通点型火灾探测设备， 为达到暗室高大空间的火灾防护能力，最大限度的减少，避免火灾隐患，确保整个火车站正常运营状态。我方采用了澳大利亚 Vision 生产的极早期主动式空气采样感烟探测系统 VESDA对大楼火灾系统进行监控。利用 VESDA 系统先进 的探测技术，卓越的探测性能对高大空间提供可靠的保障。系统主要由安装在现场的 VESDA 标准型探测器和设置在主站房一层消防控制室的集中监控微机组成。整个系统连接成一个网络，可以通过监控微机对全部前端探测器进行编

2、程，监控和维护等工作。、 方案设计依据本方案在设计过程中依据了下列相关文件 火灾自动报警系统设计规范（GB50116 98） 火灾自动报警系统施工及验收规范（GB 5016692） 火灾报警器通用技术条件（GB4717 1993） 消防联动控制设备通用技术条件 GB168061997 VESDA System Design Manual Version 2.2（Vision 公司设计手册） VESDA 设计规范 2002（北京华脉金威公司企 业标准） VESDA 施工及验 收规范 2002（北京华脉金威公司企 业标准）、 VESDA 产品功能及介 绍3.1. 综述VESDAVERY EARLY

3、 SMOKE DETECTION APPARATUS，中文翻译为：极早期的烟雾探测设备，这是根据产品的功能而起的名字。而根据其原理特点，也称其为主动吸气式或采样式烟雾探测器。澳大利亚 Vision 公司生产的 VESDA 的第一代产品早在七十年代就已研制出来了。在 1983 年就已开始推向全球，并被广泛采用。VESDA 以其先进的技术和完善的品质享有最高声誉，成为保障高价值财产和重要设备设施安全的第一选择。3.2. 燃烧过程的认识火情的发展一般分为四个阶段：不可见烟（阴燃）阶段、可见烟阶段、明火阶段和高温阶段。上图展示了火灾的整个演变过程。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

4、出警报，此 时 火情所造成巨大的经济和财产损失已不可避免。请 注意！在此之前，不可 见 烟阶段给我们提供了充火灾发展趋势与 VESDA 探测范围示意图裕的时间，VESDA 可以及早探 测险情，并控制火情的发生和曼延。VESDA在火灾的初始阶段（即不可见烟阶段）就可提供多达三级的警报信号。可以根据需要进行设置，使 VESDA 在火警 1 或火警 2 时启动灭火装置，从而遏止火灾的进程，得以确保设备的安全。3.3. VESDA 的工作原理火灾发生的前兆一般是烟的产生，越早探测到烟雾，越能更快地起到报警的效果。为了达到这一目的，VESDA 一改传统点式探测系统，等烟雾飘散到探测器再进行探测的方式，而

5、是采用新的理念，即 主动对空气进行采样探测，保护 区内的空气样品被 VESDA 内部的吸气泵 吸入采样管道，送到探测器进行分析，如果发现烟雾颗 粒，即 发出报警。VESDA 是一种基于激光探测技术和微处理器控制技术的烟雾检测装置。具有 许多其它烟雾检测系统不具备的特性。 这些特性改善了以往烟雾探测设备的性能， 简化了操作并增加了系统的可靠性。VESDA 设计思想是在火灾初期(过热、闷烧、或低 热辐射和气溶胶生成等无可见烟雾生成阶段)的探测与 报警，报警时间比传统探 测设备早数小时以上，可以在火灾生成初期消除火灾隐患，使火灾的损失降到最小。VESDA 的工作原理是通过分布在被保护区域内的采样管网

6、采集空气样品，经过一个特殊的过滤装置滤掉灰尘后送至一个特制的激光探测器，空气样品在探测器中经分析，将空气中燃 烧产生的微粒加以测定，由此给出准确的烟雾浓度值，并根据使用者事先确定的报警浓度值发出火灾警报。3.4. VESDA 的具体性能VESDA 除了具有优越的硬件性能意外， 还具有先进丰富的软件功能，因此说 VESDA 是一个高度智能化的产品。 交互式 LCD 显示 三级密码准入设定 设定探测器名称和场所 四级报警阈值设定 白天，夜 间，周末， 节假日报警阈值设定 报警及故障情况设定 报警，故障，操作情况，时间记录（18000 个事件） 参考探测器设定 自学功能设定3.5. VESDA 的质

7、量保证VESDA 是一个几乎不需要维护的产品。澳洲 VISION 公司的生产过程已经全部通过了 ISO9001 系列认证。其质量是无可挑剔，而其本身的功能设计也为其可靠使用提供了保障。VESDA 的核心部件-激光探 测腔，是决定探 测器性能的基本所在。VESDA 采用双重过滤技术，吸入的空气首先被 过滤 掉 20m 以上的灰尘颗粒。其中 10%的空气作为样品送入激光探测腔进行分析，其余 90%的空气经过二次过滤， 过滤掉所有超过 0.3m 的粒子。这些干净的空气用来吹洗探测腔中的光学器件，使之保持清洁 。因此，激光探测腔是不可拆开的，也不需要 维护，使用寿命在 10 年以上。VESDA 的另一

8、个关键部件是吸气泵。此泵在 VESDA 工作期间连续运转从不间断。吸气泵采用了 VISION 公司的专门技术，不但转速自动可调，而且高效率、低功耗、低噪声。连续工作寿命在 10 年以上。VESDA 的过滤器，具有粒子 计数功能，可自动累计灰尘颗粒数量，其数量为 500 万个。 VESDA 可自 动计算过滤器的使用寿命，并提醒更 换。一般场合下，过滤 器的使用时间在 5 年以上。而过滤器本身使廉价和易于更换的。VESDA 体积小巧，重量只有 4 公斤，耗电 18W。安装非常方便。其 PVC 管网更构造简单，敷设容易。而且很少有故障因素， 维护 非常方便。而点式探测器，则每隔一定时间，就需要清洗，

9、而且要拆装探 头。而探头的安装位置一般较高，拆装会有一定困难，而清洗期间的保护也是问题。VESDA 的管网布设，每个采 样孔的大小位置，管路的长短，弯曲均有仿真软件进行验算，确保实际 使用效果。3.6. VESDA 的自学功能和自我监测功能VESDA 可编程设定 4 级报警值。同时具有自学习功能。可在 15 分钟15 天的 时间里自动识别 并适应现场情况，自动调节报警阀值。并可区分上，下班，周末、节 假日等情况，做出适当的 报警设定。既起到好的保护效果，又防止误报。VESDA 具有完善的自我监测功能，可以 诊断其自身和采样管网的工作状态，提示各种故障。吸气泵根据网管中的气流情况自 动调整转速，

10、达到最佳采样效果。3.7. VESDA 的误报、防干扰功能VESDA 具有极高灵敏度，是否会 产生误报是人们关注的一个重要问题。在防止误报方面，VESDA 采取了一系列措施。1、 通过过滤器滤掉 20m 以上的灰尘颗粒，消除灰尘的影响。2、是可以设定参考探测器，排除保护区外环境对保护区内的影响。3、对于确实发生的烟雾进行持续监测，并可以通 过报警延时排除一次性偶发烟雾造成报警。VESDA 在现场的 PVC 管网不受 电磁干扰的影响。自身的数字化处理技术，既不会受到电子干扰的影响，也不会对环境造成干 扰。 VESDA 已通过了各种电磁兼容性认证，从而在 电气方面也避免了误报的可能。3.8. VE

11、SDA 的网络功能及软件介绍VESDA 是一个充分模块化网络化的产品。VESDA 采用了模块化结构设计，一台标准的 VESDA VLP-012 实际上是由探测器单元，编程模块，显示模块三个主要部分组 成的，完成空气采 样和烟雾探测的基本功能，编程器用于探 测器参数设定及各种监测指标的显示。及保存 18000 个事件记录，一个 编程模块可以对多个探测器进行编程。显示单元用于进行报警显示及烟雾值显 示。同时还显示 VESDA 的工作状态及各种故障。VESDA 的模块化设计 使用户可以根据实际需要合理配置 设备，做到经济合理。作为信息时代的产物，VESDA 充分考虑了网络功能，每台 VESDA 均带

12、有标准的 485 接口，可以互相 联接和与计算机联接构成网络VESDANET，而且前面所说的 VESDA 三个模块之间也使以 485 口联接的，一台 VESDAVESDA 网络示意图88VESDALaserPLUSVESDALaserPLUSVESDALaserPLUS 88VESDALaserPLUSVESDALaserPLUSVESDALaserPLUSVESDALaserPLUS 888888PCLinkExternalPSUPSLPSL实际上就是一个小的 VESDA 网络。一个 VESDA 网 络有 250 个节点，一个模块也算作一个节点，可以独立在网络上联接。 节点之间距离可达 13

13、00M。网络全长达 315 公里。VESDA 网络上的任何一个节点都可以共享其他节点的信息。网络上的任意一个编程器都可以看到网络上所有节点的情况。前面提到的参考探测器功能即是通过网络实现的。利用 VESDA 网络功能，一个最普遍做法是，可以把探测器单元放在现场，而把显示及编程模块集中布置在软件 VSM3。VESDA 的网络功能不单为其自身系统的管理提供了方便，也为与其他系统的联接提供了条件。可以按楼宇管理系统及其他上层管理网络，甚至可以自动拨号通过电话线将信息发往远方，使得更大范围内的资源共享和网络管理成为可能。通过在电脑上安装并运行 VSM3 软件，可 实现对整个 VESDAnet 网络的集

14、中监控。由于 VESDA 设备的模块化结构，VESDA 探测器可以被分解 为探测器、显示模块和编程模块。各模块可以作为网上节点布置在网络上任一位置。对于规模较小的网络，将显示单元集中在控制中心，即可监控各相应探测器的工作状况。在 VESDAnet 上，一个编程模块可对网络上所有设备进行编程和查看。因此对于多台 VESDA 探测器构成的 VESDAnet，只配备 1-2 个编程模块即可，从而可以减少投资，节约费用。网络管理软件 VSM3 功能简介VESDA 系列产品系列产品VSM3 是澳大利 亚 VISION 公司专门为 VESDAnet 开发的专用报警管理及设备配置软件。主要功能包括：软件对组

15、成网络的 VESDA 设备可实现烟雾浓度变化趋势曲线、报警及故障的确认、保存 历史纪录 、远端查询、远端报警、系统集中配置、生成报表、报警平面图显示、在线帮助等功能。另外，在VESDAnet 中 VSM3 可以替代网络当中的编程模块及显示模块，从而可以在大型的系统中大幅度地降低设备硬件成本，提高设备的集中监控、集中管理水平。下面是 VSM3 的几个主要操作及显示界面。SM3 软件的报警显示功能（上图），可以替代 VESDA 主机上的显示面板，提供与其完全同步的报警显示，可以 远端实现模式选择、静音、复位、隔离等操作，并能够以文字方式显 示当前 环境烟雾浓度（下图）、四级报警阈值、采 样管当前气

16、流状况等方面的信息，为集中监控提供了很大方便。VSM3 之报警显示功能VSM3 具有完善的 报警、故障记录及查询功能，可以方便地记录、查询以往的报警、故障、操作等记录（下图）。为明确火警及故障的 发生时间、报警发生后所采取的相应操作、了解设备运行的基本状况提供了很大的方便。另外，VSM3 软件还提供了网络器件管理、配置、通过电话线路实现远程报警等多种功能。总之，在 VSM3 软件上可以对 VESDAnet 上的全部节点实现完全等同于设备硬件的全功能显示及编程操作，是一个功能强大的系统管理软件。3.9. VESDA 的应用3.9.1 VESDA 的应用概况VESDA 被世界许多国家及重要部门广泛

17、采用，目前 VESDA 已通过澳大利亚、美国、英国、德国、韩国、泰国、马来西亚、中国、台湾、香港等国家和地区的市场准入，并成为澳大利亚电信标准、 韩国核电标准、美国超 净室标准、台湾超净室标准。VSM3 之 VESDA 烟雾变化曲线图VSM3 之 VESDA 报警事件查询列表VESDA 主要用于保护高价值财产和重要设备设施的场合、列举如下：*军用设施 *宾馆、写字楼、商业中心 *铁路枢纽、隧道*住宅、公寓 *医院、大学、图书馆 *机场、航空设施 *工厂、采油 *广播电视工程 *体育场馆、娱乐中心*车间、仓库 *电信机房、计算机房 *水力、电力设施*洁净室、冷库 *博物馆、美 术馆、展览馆 *剧

18、院、古典建筑其中，重要用户包括：电信领域：中国电信、香港电信、日本 电信、美国 AT&T、马来西亚电信、澳大利亚电信、挪威电信、美国 GT&E、英国电讯、和 记电讯、大东电报局。金融领域：伦敦股票市场、花旗银行、英国渣打 银行、泰国商务银行、英伦银行、德国银行。计算机领域：施乐计算机中心、数字设备公司、 IBM 公司、INTEL 公司、UNISYS 公司等。电力领域：英国伯克利电站、DAIMEY 电站、 SELLAFIELD 核电站、TOHUKU 发电 厂、 韩国电力公司、 ULCHIN 核电站。交通运输：香港新机场、慕尼黑机场、英国宇航公司、波音公司、英国航空公司、香港地铁、伦敦地铁、墨尔本

19、机场、 纽约机场、太空穿梭机、北京国 际机场。著名建筑：麻省理工学院、丹佛大学、普林士敦大学、白金汉宫等。大公司主要场所：索尼公司、三洋公司、东芝公司、美国通用汽车公司、VOLVO 汽车 公司、佳能公司、NEC 等。、 方案设计4.1. 设备选型昆明铁路客站改扩建消防工程中，主站房东、西楼中央候车室为 20 米以上独立大空间，依据以上 VESDA 产品对大空间火灾探 测的适用性与先进性，在主站房东、西楼候车大厅 及 进站大厅采用早期烟雾报警系统。4.2. 实施方案4.2.1 系统构成本系统由分布在主站楼东、西楼候车室大厅上空， 进站广厅上空网架的VESDA 探测器和空气采样管网，安装在主站 厅

20、一层 消防值班室的监控报警微机及系统附属设备组成。4.2.2 配置方案在主站楼东、西楼候车室大厅上空， 进站广厅上空网架探测器采样管，主采样管安装在相应保护区域的主梁下或者网架下，保证主采样管的平直。采样孔间距 6 米，孔径 3mm，并用红色标识标明，采 样管末端堵头中心孔4mm，采 样孔要求清洁光滑，采 样管所有弯曲采用大半径弯头。 设置三台VESDA 探测器，探测器主机 设 置于弱配线间内。4.2.3 监控中心的设置监测中心设置在博览中心的消防控制室，探测器由专用网络线组成VESDAnet 网 络，通过远程网络接口（VRT-300）,把 VESDA 数据信息传到监控中心，再由专用通信模块

21、（PC-LINK）转换成 RS-232 口，接入装有 VESDA专用软件(VSM-3) 的监测电脑。实现实时监控现场 的烟雾浓度变化、设备状态等所有预期情况。4.2.4 电源供应本方案共采用 3 台 VESDA 专用电源供电，由 220V 交流变至 24V 直流，并带有备用电池，可在 220V 主 电供应故障时， 电源仍可以向系统供电，保证系统正常工作。电源设备与 VESDA 探测器联网， 监测中心可监视电源状况。当电源主电故障， 备电投入 时，探测器自动转为节电 工况。4.2.5 与其它报警系统的连接为了与其他报警设备集成，VESDA 提供了两种连接界面以供选择。一种是利用 VESDA 系统提供的 RS-232 接口，和通 讯协议可以实现与其他报警设备的高级连接。而另一种 则是利用 VESDA 主机上提供的 7 或 12 个继电器实施连接， 这些继电器可以被分 别编程对应于报警主机上的四级报警，故障，静音等操作，通过传统报警系 统的监视模块与传统报警设备相连，作为一台区域报警器使用。本方案采用的是第二种方案，探测 器所提供的继电器信号（可达 7 个）通过回路总线上的监视模块传至传统报警主机上。