云雾室空气采样系统在机房中的应用

1、云雾室型空气采样极早期火灾探测系统在机房中的应用北京国电信达科技发展有限公司作者：裴石磊 邮箱： HYPERLINK mailto: 摘要：文章通过对机房及火灾报警系统的阐述，提出了这两者之间的关联和发展，进而详细 的说明空气采样极早期火灾探测报警系统。关键词：通信机房、火灾、空气采样、热分解、极早期、探测报警系统、。随着计算机技术及微电子技术的发展，通信设备系统集成要求越来越高，高度的系统集 成使过去多间机房容纳的设备被浓缩到一个机柜中，这样，机内通风及机房环境的恒温恒湿 是必不可少的，而机内通风和空调设备的采用，能起到降低温度避免温度过高而且发生火灾 的作用，从而对火灾极早期的不可见烟雾起

2、到了稀释作用，这样，初始火灾产生的烟热浮力 变小，难以达到天花板，这就大大地推迟了普通被动式点型感烟探测器的响应报警时间，甚 至因烟雾严重稀释或难以扩散以至于普通探测器无用武之地，成为摆设。通信机房是信息网络的心脏，由于通信设备价格昂贵，一旦发生火灾，不仅造成严重的 经济损失，而且造成设备瘫痪，将使政府、公司、银行、商业、工厂及个人的通信联络中断 和数据丢失，其损失是无法估计的，更重要的是社会效益难以挽回。因此在通信机房内实现火灾极早期探测有着至关重要的作用。它能让你赢得充足的时间 去发现和处理隐患，避免酿成火灾；这一点极为关键！机房设备的电线、电缆的塑料绝缘层，为增加阻燃性，均加入了卤化物和

3、磷酸盐之类的 添加剂。这些添加剂减缓了火势蔓延，但会产生过量的烟雾，这些烟雾导电的随机性可能引 起电路的误操作，元件上的烟尘还可能导致运动部件的磨损。烟尘沉积在存储介质如磁盘、 磁带上时，可能会产生错误信息。直径0.5微米（相当于一根头发粗细的1/150）的烟尘颗 粒会损伤硬盘驱动器。另外，起火时除产生热和烟外，也释放出腐蚀性气体和有毒气体，大 多数塑料燃烧时产生的是酚性气体，聚氯乙烯绝缘燃烧时释放出大量氯化氢气体，它与水分 子结合形成盐酸，盐酸是一种侵蚀电子元件接线端子和电路板的强腐蚀性试剂，必将危及设 备的正常运行。那么在形成烟雾之前，极早期报警就会避免这种损失。要做到提前报警，就 需要高

4、灵敏度的探测，也就要求在产生肉眼不可见烟时就能报警。而普通点型感烟探测器必 须被动地等待烟雾聚集到足够浓度才报警，我们都知道此时为时已晚，这就限制了它在此环 境中的使用。1301在过去一直是电气设备的主要灭火剂，但由于其破坏地球臭氧层而正在逐步被淘 汰。二氧化碳需要高浓度，也是有害的，而且由于它是低温释放，可能对运行中的电气设备 造成凝霜，带电设备上会出现电解腐蚀。目前1301和CO2灭火剂已被FM取代，但所有灭火 系统都要烟雾探测器来启动，启动越早，损失越小，要能够尽早发现火情，将火灾扑灭在萌 芽中，避免形成浓烟和不必要的灭火剂喷洒，对机房来说采用极早期火灾报警系统非常必要。 另外因为通信设

5、备终年运行，不可停顿，而烟感类探测器按要求应定期维护、检修，而检修 时需动用大型设备爬至吊顶去检修，一旦有金属物品掉入机柜，后果将不堪设想。另外，机 房内有各种设备如交换机、发射机、高压电源、电脑等，传统的探测器会受到这些设备的电 磁干扰，容易误报，或漏报。造成不必要的损失。通信机房的火灾隐患主要产生于电缆、电线的过压或过流，实践表明普通感烟探测器报 警时，电线、电缆已经烧毁，无法再使用。这样，即使是普通的感烟探测系统报了警时也无 济于事，必须实现极早期报警，要求电缆、电线刚刚出现过热，但还没有生成可见烟，电线、 电缆还没有变形时就报警，那么极早期报警就能避免设备和线缆不受损伤。另外，机房的数

6、据保存、人员的疏散也需要有足够的时间来处理，这样，极早期报警就 成为机房环境的火灾防范必不可少的要求。机房建筑对火灾报警系统的要求归纳如下：火灾自动报警系统要适合工作在有较强空气流动的环境中，一般空气更换率在20 一 40次/小时或更高。为极早发现火情，有足够的时间进行人工处理和扑救，火灾自动报警系统要在火灾还 没有形成可见烟时提前报警。为防止误报，火灾自动报警系统要适合工作在有电磁干扰的环境中，而且不会因灰尘、 潮湿等产生误报。机房设备运行不可中断，其火灾自动报警系统应使维护次数降到最低，检修麻烦是不 可取的。要尽量避免灭火剂喷洒，火灾自动报警系统要极早报警，以便有足够的时间处理火情， 避免

7、形成火灾。机房中火灾生成的烟雾和气体，具有很强的腐蚀性，火灾自动报警系统在火灾初期就 要报警，不让烟雾污染设备，这就要求具有很高的灵敏度，并且对各种材料燃烧产生的烟雾 均有一致且灵敏的反应。火灾自动报警系统必须是高可靠性、高稳定性、高灵敏度及便于维护，以降低其运行 成本。特别是对无人值守或相距分散的机房应具备联网功能，要做到远距离集中监控，统一 管理，而且扩容升级方便。试验及经验表明，绝大多数火灾都可分为四个阶段：一：极早期阶段，存在着肉眼看不 见的很微弱的烟雾，火灾的初始阶段发展很慢，可长达数小时，且不易被人们发现。而普通 的感烟探测器在这个阶段还没有反应，如果火灾探测系统能够在这一阶段及早

8、发现火情并报 警，将为控制火势发展赢得宝贵的时机；等到了第二个阶段：可见烟雾产生阶段，可以看到 烟雾的明显存在，这也是离子、光电感烟探测器工作的阶段，这个阶段离明火的出现仅有数 分钟；三：火焰释放阶段，阴燃聚集的热量导致物质出现有焰燃烧；四：剧烈燃烧阶段，此 阶段环境温度上升数十度至几百度，这是感温探测器、水喷淋的动作温度区。由于传统的探 测器一般都在火灾发展到后三个阶段时发出报警，而这三个阶段时是相对较短，约几秒钟到 十几分钟，所以即使发现火警也为时过晚。普通的感烟探测器工作在第二个阶段，从实验得知，它发出报警时，在被保护区内已是 烟雾弥漫，虽然报了警，但机房工作人员没有足够的时间去处理，错

9、过了将火扑灭在萌芽阶 段的良机，即使启动了灭火设备，这时已造成了财产和人员不同程度的损伤，更何况通信设 备是不允许停顿和中断的，因此对这些地方的极早报警就更加迫在眉睫。近几年来，在国内通信系统的机房中大量采用了空气采样式极早期火灾探测报警系统， 完美地解决了在火灾极早期阶段实现自动报警的问题，这一系统的代表产品如英国Protec 公司生产的IFD云雾室型极早期火灾探测系统、以及其他品牌的激光型空气采样烟雾探测系 统。空气采样形式如下：空气采样极早期火灾探测系统是利用伸向被保护区内的管网，由探测器内的抽气泵经由空 气采样管路不断地抽取防护区域内的空气样品进行检测，而不是被动地等待烟雾的扩散，当

10、材质过热以后由于热分解的作用必然会引起周围空气中颗粒数量和成分发生变化，IFD极早 期火灾探测器就是在最短的时间内将这些空气吸进探测腔内，然后经云雾室增湿、降压后分 析空气中的颗粒数量变化，来达到火灾极早期报警目的，一旦物质被过度加热，便会释放出 大量不可见微米颗粒，小至0.002pm（化学变化）。短时间其数量即可达到500,000颗/ cc以 上。（详细说明见：NFPA Fire Technology）当有火灾极早期现象发生时，由于火灾极早期 的单位空气颗粒数量500，000颗远大于正常空气中的颗粒数量20000颗，通过设定空气当 中的颗粒数量值来设定报警的阀值，可达到极早期报警的目的；同时

11、由于报警阀值设定在普 通环境所无法达到的数值，因此不会因为任何环境因素的影响而误报。有效的解决的火灾对 人类造成的威胁。其工作原理见下图：不可见之 微米粒子灰尘 热释微米粒子可见之水凝粒子空气采样极早期火灾探测系统的取样管路的设置具有极大的灵活性，系统可用在许多传 统火灾报警系统无法发挥功效的场所，并且使日后的维护工作变得简单易行。采样管网采用 pvc阻燃管，采样孔就打在pvc上，管路安装形式多样，采样网管中的支管和毛细管可以水 平或垂直方向布置在任何地方，如封闭机柜内、活动地板下或吊顶内，设备内部过流、过压 产生的任何微小变化可以直接探测到;在空气流速较大的通信建筑环境中采样管还可以直接引导

12、防火新潮流，开创安全新希望！ 敷设在交换机上方或空调、通风设备的回风口处，因机房内任何部位产生的烟雾在空调、通 风设备的作用下均由回风口返回，采样管网布置在回风口，可及时探测到整个机房环境内的 烟雾变化，而普通感烟探测器却是不允许安装在通风空调的回风口。采样管网安装极其简便， 避免了繁琐的连线、调试工作。在火灾发展的初始阶段，通信机房中往往是因为一些设备或线缆过电压、过电流而挥发 出微量的烟雾粒子，人们看不到它，但能嗅到烟雾中的异味。这说明空气中已出现了烟雾， 只不过烟雾的浓度低于人眼的视觉阈值，当然更低于普通报警探测器的报警阈值。即使产生 了很浓的烟雾，由于空调及通风设备的大量采用，烟雾变得很稀薄，使普通感烟探测器无能 为力；如光电感烟探测器对合成材料产生的烟雾敏感，而离子感烟探测器对天然材料产生的 烟雾比较敏感，而空气采样极早期探测系统对各种材料产生的烟雾都敏感，对任何大小的烟 雾粒子均有很好地响应。这种云雾室的测量方法计算精确，测量范围宽，灵敏度高，因此对 微量的烟也能探测报警。其pvc采样管内无任何电子器件，因此不会受到机房内电磁环境的 干扰，甚至可用于防