摘  要 采用碎纸、棉绳和聚氨酯塑料试验火，在地铁站台进行初期火灾实体试验。模拟车站各种空调通风工况，研究分析点型火灾探测器在地铁车站镂空格栅吊顶上、下不同位置安装时的响应性，以及线型红外光束感烟探测器对不同类型火源的响应性，为地铁车站镂空格栅吊顶处火灾探测器的选型和设置提供了数据支持和设计依据。

关键词 空调通风工况 火灾探测器 探测器响应性 镂空格栅吊顶

 

      地铁快速、准时、载客量大，有效缓解地面交通的拥堵，已成为城市公共交通的重要组成部分，越来越多的人选择乘坐地铁出行。

      但是，由于地铁车站为地下建筑，空间狭小、封闭，也带来新的火灾安全隐患。地铁车站内火灾探测器设置是否合理、有效成为火灾自动报警系统设计的重点。本文以有烟阴燃火源和少烟明火火源为试验火源，在地铁车站模拟各种空调通风工况，分别进行了初期火灾实体试验，针对点型火灾探测器在地铁车站镂空格栅吊顶上（贴顶棚）和吊顶下（格栅下）不同位置安装时的响应性进行分析；分析研究线型红外光束感烟探测器对不同类型火源的响应性，为此类吊顶形式的地铁车站火灾探测器的选型和合理设置提供数据支持和设计依据。

 

      北京某地铁车站为地下车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，试验站台为单柱形式的岛式站台。站台两侧设有2. 55 m全高安全门，间距为9. 5 m，安全门顶部距中板（中板是站厅层和站台层之间的分隔，对于站台层而言就是顶棚，对于站厅层而言是地板）约2 m。站台层全部设镂空格栅吊顶，两侧靠近轨行区区域镂空率约为50 %，中间区域镂空率约67 %。站台镂空格栅吊顶高度（至站台层地面）为3. 0 m，至中板高度（顶棚空间高度）约为1. 4 m。吊顶内设有空调风管、电缆桥架、通丝吊杆、电线电缆等，如图1所示。

      该类站台的吊顶形式、吊顶高度、顶棚空间高度和内部安装设备反映了北京地铁线路的普遍情况，因此以该站作为试验车站，试验结果具有一定的代表性。

      试验区域位于站台层一侧，试验火源位于试验区域中心位置，如图2所示。

      本试验以点型（感烟、烟温复合）火灾探测器和线型红外光束感烟探测器为研究对象，试验区域安装火灾探测器数量如表1所示。

      点型感烟探测器和烟温复合探测器在同一个位置相邻安装，共安装两层，贴顶棚和格栅吊顶下分别安装，顶棚和格栅吊顶下的探测器安装位置对应一致，保护半径为3. 5 m左右。探测器安装方式见图3，设置位置见图4。点型感烟探测器和烟温复合探测器合用一台主机，安装于端门（站台层出入轨区的门）外指定区域。

      安装两对线型红外光束感烟探测器用以保护试验区域，探测器安装于东侧设备管理用房墙壁，反射板安装于4号楼梯口上方的吊顶外壁，见图5、图6。安装高度2. 9 m，间距约为3 m，探测器与反射板相距23. 4 m。

 

      地铁车站在不同季节采用不同的空调通风模式，会对烟气运动产生一定的影响，从而导致探测器响应性发生变化。下面模拟不同空调通风工况，研究点型火灾探测器和线型红外光束探测器对不同类型火源的响应性。

      下面分别对点型火灾探测器在不同的空调工况下对碎纸、棉绳和聚氨酯试验火的响应性进行分析比较。

      由图7、图8可见，在320 g碎纸阴燃火试验中：a.贴顶棚安装的点型感烟探测器在所有试验中均正常报警；探测器受空调通风系统影响，报警数量大幅减少，全新风最为显著，其次为小新风和过渡季，冬季工况相对受影响最小。

      b.格栅吊顶下方安装的点型感烟探测器在夜间无干扰环境中不能报警，在小新风、全新风和过渡季模拟工况中有报警，不超过2个，报警时间均快于贴顶棚安装的点型感烟探测器。

      c.贴顶棚安装的烟温复合探测器在所有空调通风工况下均无报警。

      d.格栅吊顶下方安装的烟温复合探测器在所有试验中均无报警。

      由图9、图10可见，在标准棉绳阴燃火试验中：

      a.贴顶棚安装的点型感烟探测器在所有试验中均能保证较多数量的探测器正常报警；探测器受空调通风系统影响报警数量减少，报警时间滞后，全新风最为显著（相比夜间停运无干扰工况滞后约10min），其次为小新风。

      b.格栅吊顶下方安装的点型感烟探测器在所有试验中均能报警，但报警数量相对贴顶棚安装的少，在全新风和小新风工况下报警时间略快于贴顶棚安装的点型感烟探测器。

      c.贴顶棚安装的烟温复合探测器在全新风和小新风工况受影响最为显著，全新风工况时没有报警，小新风工况响应时间超过20 min。各工况下报警数量均少于贴顶棚安装的点型感烟探测器，报警时间比贴顶棚安装的感烟探测器慢。

      d.格栅吊顶下方安装的烟温复合探测器仅在全新风工况时有1个探测器报警，响应时间约为25 min，比格栅吊顶下方安装的点型感烟探测器慢了至少10 min。

      试验结果表明，空调通风工况下站台层顶部送风口的送风，造成烟气上升运动减弱，并在格栅吊顶下方向四周蔓延扩散，使得贴顶棚安装的探测器的报警数量减少、响应时间滞后，格栅吊顶下方安装的探测器报警数量增加或响应时间加快，全新风时影响最为显著；过渡季和冬季时影响作用不及空调季明显，贴顶棚安装的点型感烟探测器报警时间相比夜间停运无干扰环境滞后，冬季影响相比最小。

      在阴燃火源试验中，烟温复合探测器受空调通风的影响作用大于点型感烟探测器，报警数量比夜间停运无干扰环境明显减少，报警时间有明显滞后甚至未能报警，其中以全新风最为显著。无论是对火源的适应性、报警时间还是报警数量，对于阴燃火源的探测，点型感烟探测器的表现优于烟温复合探测器。

      由图11、图12可见，在标准聚氨酯火试验中：

      a.贴顶棚安装的点型感烟探测器在所有试验中均有较多数量正常报警，受空调通风系统影响作用不明显，从最快报警时间看，空调通风工况比夜间停运工况略微滞后。

      b.格栅吊顶下方安装的点型感烟探测器和烟温复合探测器在所有工况中均无报警。

      c.贴顶棚安装的烟温复合探测器在各种工况下，最快报警时间十分接近，并在各种工况下均能保证较多数量正常报警。在空调制冷工况报警数量略有减少，其余工况报警数量与贴顶棚安装的点型感烟探测器基本相当。

      试验结果表明，对于有烟明火探测，点型火灾探测器报警情况受空调通风系统的干扰作用并不明显。贴顶棚安装的探测器报警时间相比夜间停运工况时有略微的滞后。格栅吊顶下方安装的点型火灾探测器在各种空调通风工况下均无报警。因此，探测有烟明火火源，点型火灾探测器安装在顶棚处比格栅吊顶下方具有显著的优势。