观演建筑火灾自动报警系统设计探讨

　　摘要：分析观演建筑高大空间火灾特点，针对观演建筑中舞台、观众厅、共享大厅及前厅、闷顶及吊顶内区域等典型场所的建筑特点和舞台灯光、音响设备、舞台机械设备等的功能要求，探讨火灾探测器的选择。

　　关键词：观演建筑;舞台;观众厅;前厅;双波段图像火灾探测器;火焰探测器;空气采样探测系统;红外对射探测器

　　火灾自动报警系统能在火灾发生后第一时间识别到火灾，并迅速将火灾报警信号发送到消防控制室，以实现对消防风机、消防水泵等重要消防设备实施的联动控制，并及时引导人员安全疏散，最大限度预防和减少建筑物或场所的火灾危害。由于普通点型感烟火灾探测器本身的特性局限，无法覆盖大空间区域，观演建筑需根据项目的特点有针对性地设计火灾自动报警系统，以确保最佳的火灾自动报警效果。

　　1观演建筑火灾特点

　　a.观演建筑各类特殊用电设备多。光剧场内就有多种类的灯光照明和各类音响设备、舞台机械设备、LED显示屏等。如果这些设备管理使用不当，容易造成局部过载、短路等原因而引发火灾;有的灯具表面温度高，若与幕布、布景、道具等可燃物接近容易引发火灾;剧场内由于电器设备多，电气线路也多，如台面、马道等电器线路纵横交错，若安装、使用不当很容易引发火灾;有的剧场在演出过程中为了演出效果，使用冷烟火、明火和热源，若使用不当也容易引发火灾。

　　b.剧场内可燃物集中。尽管在设计时观众厅选用的材料一般都是不燃和难燃性的，但由于演出的需要，侧台上经常会堆放大量的布景、道具、服装、箱子等可燃物，增加了火灾的几率和危害。c.人员集中、疏散困难。观演建筑在演出时人员高度集中，如果此时发生火灾，即便只是很小的火灾也可能引起人群惊慌失措、秩序混乱、互相拥挤，甚至发生踩踏事故。若不能及时有效地组织疏散容易造成重大的伤亡事故。d.火灾蔓延快、扑救困难。观演建筑在发生火灾时，由于空间大、跨度大、空气流通好，火灾发展迅猛，而且高大空间通风、热屏障和空间阻挡等因素会改变烟、火、热等的传播，火势迅速向上窜入闷顶并蔓延开来，形成大面积的立体燃烧。若扑救不及时极易造成房屋倒塌等二次灾害，给扑救与人员疏散带来更大的困难。

　　2现有火灾探测器用于观演建筑火灾探测的适宜性分析

　　2.1双波段图像火灾探测器

　　双波段火灾探测器属于智能型火灾探测设备，它通过探测火灾发生时的火焰来实现火灾报警功能，适用于大空间和其它特殊空间场所的火灾报警功能。双波段火灾探测器的特点：a.针对火焰的图像特征，采用抖动、频闪、纹理、蔓延趋势等多重判据，有效消除灯光、阳光等环境干扰。b.保护面积大，可达1200m2;探测距离远，可达100m;火灾响应时间快，通常小于30s;探测灵敏度高，可发现最小火焰尺寸为0.8m。c.采用非接触式火灾探测技术，可安装在防护罩内，具有防尘、防潮、防腐蚀功能，对环境适应能力强(灰尘、潮湿、温度、一般腐蚀性气体或防爆场所等)，可用于环境恶劣的工业场所。双波段火灾探测器适用于：相对规整的区域，可结合水专业采用双波段图像火灾探测器配合消防水炮进行定位。

　　2.2火焰探测器

　　火焰探测器响应火灾的光特性，是探测火焰燃烧的光照强度和火焰闪烁频率的一种火灾探测器。它的原理是通过对火焰的光谱能量分析，探测火焰产生的辐射波，来感知火灾的发生。适用于：火灾初期以火焰为主的明火燃烧。不适用于探测阴燃火。

　　2.3空气采样探测系统

　　空气采样探测系统属于吸气式烟雾探测系统的一种，主要用于火灾初期(过热、阴燃、低热辐射或气溶胶生成阶段)的探测与报警，报警时间比传统探测设备早数小时以上，可以在火灾初期发现从而消除火灾隐患，使火灾的损失降到最小。空气采样探测系统具有多种报警级别，可对各级报警阈值进行设定，以满足场所的特殊情况，如演唱会时的冷烟火表演等。

　　该系统的特点：a.空气采样系统探测器灵敏度较高，达到极早期报警功能。b.24h连续主动采集空气样品进行探测，采样管路不受湿度、光线、电磁干扰，不受结构热胀冷缩或沉降的影响。c.探测范围较大。适用于：洁净场所及对装饰面影响小、美观要求高的区域。如江苏某剧院项目采用该系统具有以下优势：a.该系统的采样管沿着顶部桁架设置，可不沿着墙壁进行多层布置。b.马道的存在为系统提供了设置主机及维修的位置，不会影响建筑美观性。c.在演出模式下，可以通过设定报警阈值，且不联动声光报警系统，确保不会产生漏报及误报。在非演出模式下，可以设定此场景下的报警阈值，联动声光报警系统，确保可以及时发现火灾。

　　2.4红外对射探测器

　　红外对射探测器属于感烟火灾探测技术，是高于12m的空间常用的探测器。高于16m以上可分层布置。探测距离远，探测面积大，最远探测距离可达100m，两对探测器之间的间距一般是12～14m，探测面积最大可达1200～1400m2。适用于：比较规则的保护区域，红外探测器和反射器之间不能有遮挡。

　　3观演建筑典型场所建筑特点分析及消防报警设计

　　3.1舞台以江苏某剧院歌剧厅为例

　　演艺主场馆位于歌剧厅中部。舞台为镜框式舞台，台口尺寸18m×12m。舞台平面呈品字形，由主舞台、后舞台、左右侧台、升降乐池组成。局部舞台基坑为地下二层，主台台仓地面标高-16.0m，乐池地面标高-11.0m。舞台面标高为1.0m，栅顶标高为29.5m，舞台面距栅顶下方为28.0m;主台顶标高为34.0m，栅顶距主台下方为4.3m;后舞台面标高为1.0m，后舞台栅顶标高为26.0m，后舞台面距栅顶下方为25.0m;左右侧台面标高为1.0m，侧台顶标高为15.95m，左右侧台面距侧台顶下方为14.75m。

　　相对于一般高大空间，舞台的结构是最复杂的，为了达到舞台功能要求，火灾自动报警探测器作如下布置：a.在升降台下，舞台升降机械安装的位置，由于主舞台可以升降移动因此管线不能在舞台下敷设，常规探测器不能安装，考虑到舞台下人员较少，设置了火焰探测器，自下往上探测升降台下的火情。b.由于幕布布景移动造成遮挡，不宜采用红外对射探测器，因此在稍高于台口的高度布置4个火焰探测器，分别往上和往下按角形区域探测火灾，做到主舞台的火焰探测器全保护。

　　c.一般表演时和准备时期幕布都会上升到观众看不到的位置，主舞台面对台口的这部分可作为一个探测的区域来考虑，也可以防止烟雾和灯光对上层感烟探测器的影响。由于需配合雨淋系统动作，舞台还要采用可定位的方式进行探测。吸气式烟雾探测器虽然用作定位时会增加费用，但空气采样的探测高度可达27m，当点型感烟探测器不能满足探测高度要求时只能采取这一手段。由于28m的高度已经到了吸气式烟雾探测器的临界高度，因此选择将吸气式烟雾探测器安装在栅顶下，尽量对主舞台做到全保护。空气采样探测系统的敷设要和雨淋系统的分区一致。

　　d.栅顶上布置吸气式烟雾探测器，对栅顶上方空间作保护。e.左右侧台和后舞台分别布置扫描型吸气式烟雾探测器，同时满足探测和定位的需要。综上，作为干扰因素较多的舞台，使用火焰探测器和吸气式烟雾探测器相结合的方法，通过两种探测器对舞台区域的全覆盖保护，可以提高火灾探测可靠度。

　　另外，舞台区域用电负荷等级高，用电量大，布线也多，火灾危险性大。将舞台专用电源电缆敷设在专用桥架内，在舞台区域的专用管井桥架及引上至台上各舞台设备机房的专用桥架内设置缆式线型感温火灾探测器即感温电缆，并配地址报警显示仪。

　　感温电缆采用接触型正弦波或围绕式或悬挂式敷设在桥架内，其线芯之间组成探测回路，能够对沿着其敷设长度范围内任意一点的温度变化进行监测。线芯间的电阻呈现负温度特性，负温度系数材料在正常状态下电阻很大，当感温电缆周围温度上升时，探测回路的电阻值大幅下降，在不同温度下其电阻值变化不一，其控制器对其电阻值的变化进行适时监测、处理、运算、分析，对照不同环境下的火灾模型，输出火灾预警或火灾报警信号，并显示报警点距电源处的准确距离，以便核对检查采取措施，从而实现感温电缆的探测报警。

　　4结语

　　以上是笔者针对观演建筑火灾探测器设置方面的一些分析和总结，在已经完成的几个项目中已顺利通过消防局的验收，运行情况稳定。以上内容如有不妥之处，请批评指正。

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