浅析我国古建筑的火灾探测器选用
文物古建火灾探测器选择的探讨
文物古建火灾探测器选择的探讨摘要：文物古建的火灾自动报警设计中，首先需要选择火灾探测器。
本文根据几种文物古建不同的性质和结构，探讨火灾探测器的选择。
关键词：文物古建、火灾自动报警、联动控制器、火灾探测器。
0 引言2014年，古城古镇、古村古寨等文物古建发生火灾的情况不在少数。
如：云南省迪庆州香格里拉县独克宗古城、贵州报京侗寨、湖南怀化洪江古商城、贵州剑河久吉苗寨等。
火灾造成巨大的文化和经济损失。
由于文物古建的特殊性，为了保护文物古建的风貌，喷淋系统难以应用，一旦发生火灾，只有依靠人力灭火，人员的反应速度决定了灭火的及时性，因此，火灾的预警显得尤为重要。
在火灾自动报警系统中，火灾探测器是第一个环节，选择合适的火灾探测器，才能对火情做出有效的探测和预警。
文物古建多以砖木结构为主，本文中仅探讨此类结构的建筑。
1 常见文物古建型式分类常见的文物古建，根据财产归属，可以分为公共性质的文物古建和民居性质的文物古建。
公共性质的文物古建，并非个人所有，没有居民在其中生活，大部分的建筑同时也作为供游客旅游参观的场所。
民居性质的文物古建，仍有居民在其中生活，层高不会太高。
公共性质的文物古建，根据建筑内部高度，又可分为大空间和一般高度。
设置探测器的要求各有不同。
图一江西瑶里镇程氏宗祠部分平面图图二重庆湖广会馆禹王宫部分平面图图三重庆湖广会馆禹王宫部分剖面图除此之外，火灾探测器的设置还需要考虑到文物古建的外部，由于其他建筑或室外可燃物，导致文物古建本体被引燃。
在实际工程中，我们发现，有的重要的文物古建仍作为功能建筑（如宴会厅、厨房等）使用，使得场地内情况更加复杂，火灾探测器的选择更加困难。
2 设计原则根据《文物防火设计导则》1.火灾探测器的布置宜采用重点保护与区域监测相结合的方式，突出重点，特别重要的文物建筑或场所应采用双重保护。
特别重要的文物建筑，一般指国家级文物保护单位。
双重保护，指由两种不同探测功能的探测器，共同对保护区域进行火灾探测。
火灾探测器的选用与布置
说明： (1) 修正系数K，建议特级保护对象k=0.7~0.8，一级保护
对象k=0.8~0.9，二级保护对象k=0.9~1.0 (2) 特级保护对象，指公安消防部门重点保护的建筑，《高
因为当探测器监视的地面面积S＞80m2时，安装在其顶棚上的感 烟探测器受其它环境条件影响较小。房间越高、火源和顶棚的间距越 大，则烟雾均匀扩散的区域越大。
(3) 感烟探测器的保护面积和保护半径比感温探测器的要大。
A烟＝60~120m2/只、 A温＝20~40m2/只； R烟＝5.8~9.9m/只、 R温＝3.4~6.3m/只。 原因是烟的均匀扩散能力和范围比温度（热气流）要大。
(3) 对绘出的探测器布置平面图，校核探测器到最远点的水平距离R′是否超 过探测器的保护半径R;
若超过则应重新选定安装间距a、b，若仍然不能满足校核条件，应增加 N，并重新布置，直到满足R> R′。
2.梁对探测器的影响
不同房间高度下的不同梁高，对烟雾、热气流的蔓延影响不同，会给探测
器的设置和感受程度带来影响。若梁间区域面积较小时，梁对热气流或烟气流
安装间距的确定：
探测器在房间中布置时，如果是多只探测器，那么两探测器
水平距离和垂直距离称安装间距，用a、b表示。 确定a、b的方法
（1）计算法
① 表中查得A和R，计算直径D＝2R ② 根据D值对应A在图中粗实线上（即由D值
所包围部分上）取一点，它所对应的数即
为a、b值。注意实际应大于查得的a、b值。 ③ 检验探测器到最远点水平距离是否超过探
(三)感烟探测器的换气系数
初探古建筑火灾报警探测器的选择
初探古建筑火灾报警探测器的选择作者：王春霞来源：《城市建设理论研究》2013年第24期摘要：针对古建筑特点和火灾危险性分析，结合不同报警探测器的特点比较，提出消防设计方案。
关键词：古建筑、火灾、消防、报警、探测器中图分类号：P24 文献标识码：A 文章编号：一、引言我国是世界著名的四大文明古国之一，风格各异的古建筑是我国五千年文明的象征，同时古建筑还具有巨大的历史、科学价值和教育纪念意义。
古建筑不仅火灾的预防工作要做好，而且一旦发生事故应能够迅速响应，高效快速的在早期扑灭火灾。
在设计和施工中，应在不改变文物原状、不破坏古建筑历史风貌的前提下，积极采用安全可靠、技术先进、经济合理、切实可行的保障措施。
二、火灾危险性分析基于古建筑多为木或石木混合结构，以木柱、木梁、斗拱等支撑的巨大屋顶，使古建筑的表面积增大，严实紧密，烟热不易散失，在燃烧中产生的高热大量聚集，极易出现轰燃和大面积燃烧，出现轰燃后，火灾发展到了极盛的阶段，扑救相当困难。
尤其像西藏寺庙内一般都点酥油灯，且又有油漆彩绘以及帷幔、唐卡等大量可燃装饰，一旦触及火种，即可迅速燃烧。
电线陈旧、绝缘下降、电气设备安装使用不当或可燃织物随风飘荡接触灯烛等都是引发火灾的危险因素。
三、火灾探测器的设置3.1火灾探测器选择的一般要求：现行规范中对火灾探测器的选择做了以下一般规定：对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟探测器；对火灾发展迅速，可产生大量的热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温探测器、感烟探测器、火焰探测器或其组合；对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，可选择火焰探测器；对火灾形成特性不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择探测器。
3.2不同探测器的适用场所由于古建筑结构的独特性，采用任何单一探测方式，都不能达到最好的预警作用，应根据古建筑内结构及保护对象的特点，有针对性地选择报警探测方式。
火灾探测器的选择
5 火灾探测器的选择5.1 一般规则1 对火灾初期有阴燃阶段，产生大量的烟和少量的热，很少或没有火焰辐射的场所，应选择感烟火灾探测器；2 对火灾发展迅速，可产生大量热、烟和火焰辐射的场所，可选择感温火灾探测器、感烟火灾探测器、火焰火灾探测器或其组合；3 对火灾发展迅速，有强烈的火焰辐射和少量的烟、热的场所，应选择火焰火灾探测器；4 对火灾初期有阴燃阶段，且需要早期探测的场所，宜增设一氧化碳火灾探测器；5 对试用、生产或聚集可燃气体或可燃蒸汽的场所，应选择可燃气体探测器；6 根据保护场所可能发生火灾的部位和燃烧材料的分析选择相应的火灾探测器（包括火灾探测器类型、灵敏度和响应时间等），对火灾形成特征不可预料的场所，可根据模拟试验的结果选择火灾探测器；7 同一探测区域内设置多个火灾探测器时，可选择具有复合判断火灾功能的火灾探测器和火灾报警控制器，提高报警时间要求和报警准确率要求。
5.2 点型火灾探测器的选择表5.2.1 对不同高度的房间点型火灾探测器的选择G。
5.2.2 下列场所宜选择点型感烟火灾探测器：1 饭店、旅馆、教学楼、办公楼的厅堂、卧室、办公室、商场、列车载客车箱等；2 计算机房、通信机房、电影或电视放映室等；3 楼梯、走道、电梯机房、车库等；4 书库、档案室等；5.2.3 符合下列条件之一的场所，不宜选择点型离子感烟火灾探测器：1 相对湿度经常大于95%；2 气流速度大于5m/s；3 有大量粉尘、水雾滞留；4 可能产生腐蚀性气体；5 在正常情况下有烟滞留；6 产生醇类、醚类、酮类等有机物质。
5.2.4 符合下列条件之一的场所，不宜选择点型光电感烟火灾探测器：1 有大量粉尘、水雾滞留；2 可能产生蒸汽和油雾；3 高海拔地区；4 在正常情况下有烟滞留。
5.2.5 符合下列条件之一的场所，宜选择点型感烟火灾探测器；且应根据使用场所的典型应用温度和最高应用温度选择适当类别的感温火灾探测器：1 相对湿度经常大于95%；2 无烟火灾；3 有大量粉尘；4 吸烟室等在正常情况下有烟或蒸汽滞留的场所；5 厨房、锅炉房、发电机房、烘干车间等不宜安装感烟火灾探测器的场所；6 需要联动熄灭“安全出口”标志灯的安全出口内侧；7 其他无人滞留、且不适合安装感烟火灾探测器，但发生火灾时需要及时报警的场所。
文物古建筑自动消防设施的及灭火器选择与设置
文物古建筑自动消防设施的及灭火器选择与设置作者：马澜涛贾文博杨龙来源：《中国科技博览》2013年第33期摘要：文物古建筑大多为砖木结构，耐火等级低，易起火，蔓延快，极易造成易造成不可估量的文物古迹损失，也会造成重大的人员伤亡。
本文主要从自动消防设施入手，论述了文物古建筑文物古建筑自动消防设施的及灭火器选择与设置。
主题词：文物古建筑自动消防设施中图分类号：G356.6文物古建筑是中华民族珍贵的历史文化遗产，是不可再生的重要文化资源，保护文物古建筑就是保护民族文化。
我国古建筑、博物馆、文物库房等多系砖木结构，火灾是它的最大危害。
这些砖木结构的建筑物一旦着火，短时间内就可变为灰烬，损失无法挽回。
但是由于文物古建筑大多为木质结构，耐火等级低，特别是一些文物古建筑管理、使用单位擅自在文物古建筑内违章设置营业性场所，导致用火用电量大幅增加，消防安全管理混乱，火灾隐患十分突出。
一、设置自动消防设施的必要性近年来，文物古建筑失火事件不断发生，使祖国文化遗产遭到不可弥补的损失。
2004年，世界文化遗产武当山古建筑群的遇真宫主殿发生火灾，236平米的三间正殿化为灰烬。
2008年，包头市东河区妙法禅寺火灾烧毁寺内千佛殿、大雄宝殿、念佛殿等 7 座殿堂，造成直接经济损失815万多元。
同是2008年，内蒙古阿拉善盟境内福音寺大雄宝殿发生火灾，共烧毁大佛像4尊，各类小佛像60余尊。
这些文物古建筑所处地点又是人员密集、活动频繁的场所，一旦发生火灾事故，不仅会造成不可估量的文物古迹损失，也会造成重大的人员伤亡。
所以说保护文物古建筑迫切需要一种方便快捷、安全可靠的消防设施。
二、自动消防设施的优势文物古建筑建筑建立以自动喷淋灭火系统为主体的灭火体系是非常必要的，并且在经济上和技术上也是可行的。
自动消防设施具有工作性能稳定，造价便宜，维护方便，灭火效率高，早期控制火势和灭火，使用期长，不污染环境等优点。
自动消防设施反应速度快，无须专门人员控制，且有自动报警功能，可24小时不间断地监测火警信息，一旦有火灾发生，无论现场是否有人，只要存在着火的条件烟雾、温度等，自动喷淋系统会马上动作，同时发出警报，提醒人员及时到场。
3.3火灾探测器的使用与选择解析
1．相关规范 ① 为确保探测效果，探测器周围0.5m内，不应有遮挡 物。 ② 探测器至墙壁、梁边的水平距离，应 ≥ 0.5m≤ 安装
间距的一半。
2.安装间距的确定
两探测器的水平距离和垂直距离称安装间距，分 别用a和b表示。
安装间距a、b的确定方法有如下:
1）计算法 2）经验法
3.3 火灾探测器的使用与选择
（一）探测器种类的选择
1、根据火灾特点，环境条件及安装场确定。
2．根据房间高度选探测器。
1）根据火灾特点、环境条件及安装场所确定探测器种类
火灾发展的4个阶段：
前期：火灾尚未形成，少量烟，基本无损失；
早期：火灾开始形成，烟量增大，温度上升，损失较小； 中期：火灾已形成，温度很高，燃烧加速，较大损失；
(只)
注意安全修正系数的选取应根据设计者的实际经验，并 考虑发生火灾对人和财产的损失程度、火灾危险性大小、 疏散及扑救火灾的难易程度及对社会的影响大小等多种因 素。而一个探测器的保护面积和保护半径的大小与其探测 器的类型、探测区域的面积、房间高度及屋顶坡度都有一 定的联系。下表是常用的探测器保护面积、保护半径与其 他参量的相互关系。
正方形组合布置法
安装间距a=b,完全无“死角”.
例：某学院吸烟室地面面积为 9m×13.5m, 房间高度为 3m，平顶棚，属于二级保护对象，试：①确定探测器 类型；②求探测器数量；③进行探测器布置。 解：①由表查得应选感温探测器 ②k取1，由表查得A=20m2 ，R=3.6m 9 13.5 N= =6.075 只，取6只（因有些厂家 1 20 产品K可取1～1.2，为布置方便取6只）
案例1 某阶梯教室
地面面积为30m×40m，房间高4.5m，房顶坡 度为12°，二级保护建筑，请：
火灾探测器的选择、安装数量确定
【例题：】如果书库地面面积为40 m² ，房 间高度为3m，内有两书架分别安在房间， 书架高度为2.9m，问选用感烟探测器应几 只？ 解：房间高度减去架高度等于0. lm,为净 高的3.3％，可见书架顶部至顶棚的距离小 于房间净高5％，所以应选用3只探测器， 即每个被隔开的部分均应安一只探测器。
③那么这种布臵是否合理呢？ 依据下式验证
本例中所采用的探测器R=6. 7m，只要每个探测器 之间的半径都小于或等于6. 7m即可有效地进行保 护。图中探测器间距最远的半径为：
R=6. 4m＜6. 7m，距墙的最大值为5m，不大于安 装间距l0m的一半，显然布臵合理。
经验法
经验法的操作步骤为：一般点型探测器的布臵为 均匀布臵法，因为距墙的最大距离为安装间距的 一半，两侧墙为1个安装间距，所以可以根据工程 实际总结计算法如下：
国家标准：
选择可参见下表：
.对于不同高度的房间，可按下表选择火灾探测 器 ：
火灾探测器数量的确定 在实际工程中房间功能及探测区域大小不一，房间高度、棚顶坡度也 各异，那么怎样确定探测器的数量呢？ 回顾一下什么是探测区域？ .探测区域是将报警区域按照探测火灾的部位划分的探测单元。探测 区域是火灾自动报警系统的最小单位，它代表了火灾报警的具体部位。
⑵当梁突出顶棚的高度超过600mm时，被梁 阻断的部分需单独划为一个探测区域，即 每个梁间区域应至少设臵一只探测器。且 如果被梁阻断的区域面积超过一只探测器 的保护面积时，则应将被阻断的区域视为 一个探测区域，并应按规范有关规定计算 探测器的设臵数量。 ⑶当梁的高度在200 mm-600 mm之间，且梁 的影响不可忽视时，应按照下表选择探测 器的数量：
火灾探测器选择原则
按房间高度和顶棚形状 选用探测器时的考虑因素
房间高度与火灾探测器类型的配合关系 非平整顶棚时火灾探测器的安装要求 房顶部位梁的高度对火灾探测器的影响
17
综合使用环境条件 选用探测器时的考虑因素
环境温度 气流速度 相对湿度 灰尘等污染 非火焰光干扰
18
4
火灾时的能量与物质转换
5
火灾探测器探测火灾过程
6
火灾探测器工作过程图
7
火灾信息探测方法
空气离化探测法 光电感烟探测法 热(温度)探测法 火焰光探测法 可燃气体探测法
8
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
典型火灾过程曲线灾初起和阴燃阶段占时较长，产 生燃烧气体、大量烟雾和少量的热
➢ 经足够蓄热后，在物质着火点加速 并发展成火焰燃烧，形成火势蔓延
➢ 处于全燃阶段的物质燃烧使火焰的 热辐射含有大量的红外线和紫外线
2
物质燃烧过程中的火灾信息
燃烧气体与烟雾 燃烧气体和烟雾具有流动性和
毒害性，通常称为烟雾气溶胶，是重要火灾探测 参数，其粒径一般在0.01～10m
热(温度) 物质燃烧基本特征之一，在燃烧速度
非常缓慢的情况下，不易被鉴别出来
火焰光 物质燃烧产生的灼热发光的气体部分，
重要火灾探测参数，闪烁频率3～30Hz
3
火灾信息探测方法
以火灾时能量与物质转换为基础 以实现早期发现火灾为目的 采用各种有效的检测技术手段
紫外与红外，闪烁频率3-30Hz
可燃气体探测器 热催化、热导、气敏和电化学，选择性，
浓度检测与成分检测
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浅析我国古建筑的火灾探测器选用
【摘要】本文从管理和技术两个方面，提出在古建筑中采用吸气式和线型光纤感温探测器的可行性。
【关键词】古建筑;火灾危险性;对策
随着近年来旅游业的发展，古建筑成为了旅游区内最有价值的旅游景点，内部人员活动空前增多，古建筑火灾更是频频发生，使许多珍贵的古建筑毁于大火，造成了巨大损失。
一古建筑的火灾危险性分析
1.1可燃物质多，耐火性能差
经过长期的风干，古建筑木结构的含水量极低，几乎遇到火星也会起火，除使用大量木材外，一些宗教建筑中还布置有大量的经书佛文和各式帐幔幡幢、屏风壁画、油漆彩绘等织物，这些物质遇火即燃。
1.2火灾荷载高，消防用水量大
古建筑的火灾荷载，大约为现代建筑的30倍，扑救1 kg木材火灾需要用水2 kg，一座1000 m2古建筑，其消防用水量就达到1260 m3。
1.3空气容易进入，火势蔓延迅速
引起古建筑火灾的点火源一般在建筑物的下部，下部木材燃烧会加热周围空气并产生大量的热解气体，热空气及热解气体迅速上升，同样会点燃上部的木结构，热空气上升后，会使古建筑下部出现负压，冷空气便会从下部的开口处进入，燃烧三要素之一的“氧化剂”得到了补充，这无异于火上浇油，助长火势更加快速蔓延。
1.4上部积热不散，迅速导致轰燃
古建筑发生火灾，从起火到出现轰燃的时间是很短暂的，古建筑上部封闭严实，尤其是上部的人字形屋顶，如果保存比较完善的话，简直是密不透风，在发生火灾时，屋顶内部的烟气和热量不易失散，温度容易积聚，火焰的温度随时间变化成非线性增长，如果在15 分钟内得不到有效的控制，便会出现轰然。
1.5消防力量不易到达，灭火扑救困难重重
古建筑一般位于偏僻之处，道路崎岖，往往距最近消防站数十公里，一旦发生火灾，火势迅速蔓延，城镇消防站往往是鞭长莫及，只能是望火兴叹。
1.6多为大面积燃烧，极易“火烧连营”
如果其中一处起火，一时得不到有效的扑救，毗连的木构架结构的建筑，很快就会出现大面积燃烧，形成火烧连营的局面。
1.7未设置避雷设施，易发生雷击火灾
从选址上看，古建筑大多建在地势较高的山上或者台基之上，相对于四周，一般处于最高位置，易被雷电侵袭。
1.8使用管理混乱，消防形势严峻
由于一些地方对古建筑保护认识不到位，消防安全管理措施不完善，使很多古建筑被分割占用。
二古建筑火灾原因分析
2.1 用火不慎包括生活用火不慎及宗教活动用火不慎。
2.2 电气火灾指因电气线路和设备安装、使用不当引起的火灾。
2.3 吸烟不慎古建筑内经常会发生违章吸烟现象，因吸烟引起的火灾多次发生。
2.4 小孩玩火如四川峨眉山的元代建筑飞来殿，浙江明代建筑普陀山法雨寺等，都是因小孩玩火引起火灾，造成了无法弥补的损失。
2.5 雷击火灾在多雷地区，没有安装避雷设施的古建筑经常会遭到雷击。
2.6 违反安全管理规定在古建筑内随意堆放易燃、可燃物品，违章搭建易燃建筑。
2.7 放火包括刑事犯罪纵火和精神病人纵火。
三火灾探测报警系统的合理选用
目前国内规范中对古建筑内火灾自动报警系统的设置要求基本还是空白，在执行过程中还存在一些盲目性。
由于古建筑自身的特点，普通的感烟感温探测器如果安装位置不当将无法引起有效的探测、报警和保护作用。
3.1 点型火灾探测器在古建筑中的不适应性
3.1.1 探测灵敏度低点型感烟探测器属于被动火灾探测，在热效应极微、烟雾的对流速度很慢的火灾早期，很少有烟雾扩散到点型火灾探测器的探测腔里，
因此，传统点型感烟火灾探测器的探测灵敏度较低，一般在火灾阴燃阶段才能探测到火灾。
3.1.2 容易发生误报经过长年的积累，古建筑内中一般会有较多的灰尘，在有风时灰尘飞扬，可能造成点型感烟探测器的误报。
3.1.3 难以隐藏安装在发生火灾时顶棚会存在热屏障效应，使烟雾距离顶棚顶总有一定的距离，所以点型感烟探测器必须突出安装在顶棚表面，这可能影响古建筑的外观和风格。
3.2 红外光束感烟探测器在古建筑中的不适应性
古建筑物的高大空间中往往都供奉着高大神像、或者有帐、幔、柱子之类物品，给安装工作带来一定困难，此外，红外光束感烟探测器的灵敏度比点型火灾探测器的还要低，更不利于初期火灾的探测。
3.3新型火灾探测系统的应用
对于文化价值较高的古建筑，特别是收藏陈列珍贵文物的重要场所，我们可以选择比较先进的新型探测技术，如吸气式早期火灾探测器或线型光纤感温探测器。
3.3.1吸气式早期火灾探测器将空气由管道经过过滤器、吸气泵送人激光探测腔，采取主动对空气进行取样探测的方法，同时采用激光前向散射技术，将各个散射角度的光汇聚到接收器上，不仅可以放大散射信号以利于早期报警，还可通过人工神经网络技术的分析判断采集的空气中含有的是烟雾还是灰尘。
同传统探测器相比，吸气式极早期火灾智能预警探测器的灵敏度要高出很多，还可以极大的减小误报率。
由于采用主动吸气方式，吸气式极早期火灾智能预警探测器不用像传统感烟探测器那样设置集烟罩或突出顶棚表面安装，而可以按照需要灵活的在各个区域布置毛细采样管，即增加了系统的可靠性，又不致影响了建筑物原有的风貌。
3.3.2 线型光纤感温探测器可以在早期探测出阴燃火灾和明火火灾，摒弃了传统感烟探测器及火焰探测器探测火灾类型单一的缺陷。
同时，传统的火灾探测器,主要是对建筑物内部发生的火灾进行早期探测, 对于从室外屋顶表面发生的火灾实现早期探测效果不是非常明显。
而设置在屋顶表面的线型光纤感温探测器可以有效地实现对从屋顶表面起火发生的古建筑火灾做到较好的早期探测。
目前，在古建筑中主要运用的火灾探测系统有点型火灾探测器和红外光束感烟探测器。
对于高度不超过12 m的密闭低矮空间可设置点型火灾探测器；对于殿堂、佛殿等大空间建筑，则优先选用红外光束感烟探测器。
参考文献
[1] 蔡芸, 陈坤. 故宫火灾危险性分析及防火对策[J]. 武警学院学报, 2004(20):26.
[2] 李采芹, 王铭珍. 中国古建筑与消防[M]. 上海:科学技术出版社, 1989.。