پایه‌ها و آویزهای نگهدارنده
شبکه لوله‌کشی با استفاده از پایه‌های نصب لوله، همان‌طور که در شکل ۶ در سمت چپ نشان داده شده است، به سقف یا اجزای سازه‌ای محکم نصب می‌شود. همچنین می‌توان آن را با استفاده از بست‌های ساده لوله، آویزهای یو (Clevis)، بست‌های قابل تنظیم، گیره‌های C شکل و میل‌گردهای رزوه‌شده از سقف بتنی آویزان کرد. انواع مختلفی از پایه‌ها نیز موجود است، از جمله کلیپس‌ها، بست‌های زینی یا بست‌های کمربندی، همان‌طور که در شکل ۷ در بالا نشان داده شده است. انتخاب ابزار نصب بستگی به نوع مصالح نصب، شرایط محیطی و کدها و مقررات محلی دارد.

فواصل نصب بست‌ها و نگهدارنده‌های لوله نمونه‌برداری بر اساس دما و قطر لوله تعیین می‌شود، همان‌طور که در جدول ۱ زیر نشان داده شده است.

نصب بست‌ها و آویزهای نگهدارنده با فواصل مشخص‌شده بسیار حائز اهمیت است تا از خم شدن لوله و ایجاد فشار در محل اتصالات، زانویی‌ها و رابط‌ها جلوگیری شود؛ چراکه این فشار ممکن است باعث ترک‌خوردگی یا شکستگی لوله گردد.

کلیپس‌های نصب باز نباید به‌صورت وارونه استفاده شوند، به‌طوری‌که قسمت باز آن‌ها رو به پایین قرار گیرد، زیرا ممکن است لوله به‌صورت ناگهانی از کلیپس خارج شود.

در کاربردهایی که لوله نمونه‌برداری زیر کف کاذب نصب می‌شود، می‌توان لوله را مستقیماً به پایه‌های کف کاذب با استفاده از بست‌های سیمی، بست‌های کانال یا سایر تجهیزات نصب، متصل کرد.

برچسب‌گذاری لوله‌ها
طبق استانداردهای شناخته‌شده‌ای مانند NFPA 72، FIA و سایر کدها و مقررات، لازم است لوله‌های سیستم اسپیراتینگ برچسب‌گذاری شوند تا از سایر لوله‌ها متمایز شده و به‌طور مشخص به‌عنوان بخشی از سیستم تشخیص حریق شناسایی گردند.

هم شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری و هم هر سوراخ نمونه‌برداری باید مشخص شوند. لوله و سوراخ‌های نمونه‌برداری باید در محل‌های زیر برچسب‌گذاری شوند:

۱. در محل تغییر جهت یا انشعاب لوله‌کشی
۲. در هر دو طرف نفوذ از دیوارها، کف‌ها یا سایر موانع
۳. در فواصل مناسب روی لوله‌ها به‌گونه‌ای که در فضا قابل مشاهده باشند، اما فاصله بین آن‌ها بیشتر از ۶۱ متر (۲۰ فوت) نباشد
۴. در محل هر سوراخ نمونه‌برداری

لوله باید با عبارتی مشابه این برچسب‌گذاری شود:
«لوله نمونه‌برداری آشکارساز دود – از جابه‌جایی خودداری شود»
برای مشاهده نمونه برچسب لوله و سوراخ نمونه‌برداری به شکل ۸مراجعه کنید.

اجزاء نگهداری
پیشنهاد می‌شود که یک شیر توپی ایزوله و یک اتصالات T-joint همراه با درپوش انتهایی روی لوله نمونه‌برداری نصب شود، تقریبا ۵ تا ۳۰ سانتیمتر (۶ اینچ تا ۱ فوت) از ورودی لوله آشکارسازدتکتور دودی مکشی. این شیر در طول نگهداری مکرر استفاده خواهد شد. این موضوع به‌ویژه برای سیستم‌های دتکتور دودی مکشی که از محیط‌های کثیف محافظت می‌کنند یا در مکان‌هایی که نیاز به نگهداری مکرر است، اهمیت دارد. شکل ۹ را در زیر سمت چپ مشاهده کنید.

لوله موئین، یک قطعه لوله انعطاف‌پذیر است که به لوله اصلی نمونه‌برداری متصل می‌شود و در انتهای آن یک سوراخ نمونه‌برداری قرار دارد. هدف از استفاده از این لوله‌ها، گسترش ناحیه نمونه‌برداری به دور از شبکه اصلی لوله‌ها است.

از لوله‌های موئین زمانی استفاده می‌شود که نمونه‌برداری از یک فضای بسته مانند یک کابینت یا سقف کاذب انجام می‌شود، یا در مواردی که به دلایل ظاهری یا امنیتی ضروری است. این روش، شبکه اصلی لوله‌کشی را پنهان می‌کند و تنها یک نقطه کوچک نمونه‌برداری در فضا باقی می‌گذارد. شکل ۵در زیر، لوله موئینی را نشان می‌دهد که از لوله اصلی نمونه‌برداری به پایین امتداد یافته و سوراخ نمونه‌برداری در محل مورد نظر قرار دارد.

نرم‌افزار طراحی، افزودن لوله‌های موئین و نقاط نمونه‌برداری به طراحی شبکه لوله را پشتیبانی می‌کند و جریان هوای مناسب در سیستم را محاسبه می‌نماید. حداکثر طول معمول برای لوله‌های انعطاف‌پذیر موئین ۸ متر (۲۶فوت) است، اما این مقدار می‌تواند بسته به محاسبات نرم‌افزار طراحی متغیر باشد. زمانی که چندین لوله موئین در یک شبکه استفاده می‌شود، طول هر یک از آن‌ها باید تقریباً برابر باشد تا تعادل سیستم حفظ شود.

توجه ۱: توصیه می‌شود از اجرای طولانی لوله‌هایی که هم دارای سوراخ‌های نمونه‌برداری استاندارد و هم نقاط نمونه‌برداری موئین هستند، خودداری شود، زیرا این امر می‌تواند جریان هوا را نامتعادل کرده و زمان پاسخ‌دهی نقاط موئین را کاهش دهد.

سوراخ‌های نمونه‌برداری
سوراخ‌های نمونه‌برداری می‌توانند مستقیماً روی لوله، روی یک درپوش انتهایی، یا در یک نقطه نمونه‌برداری در انتهای لوله موئین قرار گیرند. مهم‌ترین عامل، سوراخ‌کاری صحیح با قطری مطابق با مشخصات تعیین‌شده توسط نرم‌افزار طراحی است.

سوراخ‌های نمونه‌برداری باید پس از نصب شبکه لوله‌کشی ایجاد شوند. برای جلوگیری از مسدود شدن سوراخ‌ها توسط گرد و غبار و آلودگی، سوراخ‌ها باید در قسمت زیرین لوله‌های نمونه‌برداری و نه در بالای آن‌ها ایجاد شوند. این کار از ورود ذرات افتاده به درون سوراخ‌ها جلوگیری می‌کند. دستورالعمل‌های زیر هنگام سوراخ‌کاری لوله‌ها باید رعایت شود:

نصب
این بخش اصول اولیه نصب شبکه لوله‌کشی سیستم اسپیراتینگ را ارائه می‌دهد. سیستم اسپیراتینگ باید مطابق با استاندارد EN 54-20 و همچنین BS 5839، BS 6266 و/یا «کد عملیاتی FIA برای طراحی، نصب، راه‌اندازی و نگهداری سیستم‌های دتکتور دودی اسپیراتینگ» نصب شود. پیش از آغاز نصب، نصاب باید به خاطر داشته باشد که هر سیستم ویژگی‌ها و تفاوت‌های خاص خود را برای تطبیق با لوله‌کشی سیستم اسپیراتینگ و تضمین عملکرد صحیح سیستم دارد.

لوله‌های سیستم اسپیراتینگ می‌توانند از جنس پلاستیک یا فلزات غیرآهنی مانند مس باشند. رایج‌ترین لوله در صنعت، لوله‌ای با قطر خارجی ۲۵ میلی‌متر (۰.۷۵ اینچ) از جنس CPVC، PVC، ABS یا UPVC است. با این حال، قطر داخلی لوله می‌تواند بسته به نیاز طراحی سیستم و مقررات و کدهای محلی، بین ۱۵ میلی‌متر تا ۲۱ میلی‌متر (۰.۵۹۱ اینچ تا ۰.۸۲۷ اینچ) متغیر باشد. در اروپا رایج‌ترین لوله، ABS و در ایالات متحده، CPVC است. رایج‌ترین مواد نصب، اتصالات، پایه‌های نگهدارنده، آویزها و روش‌های نصب در بخش‌های بعدی شرح داده شده‌اند.

الزامات لوله‌کشی
برای رعایت استاندارد EN 54-20، باید از لوله ABS قرمز مطابق با استاندارد EN 61386 (فشار مکانیکی ۱، ضربه ۱، دما ۳۱) با قطر خارجی اسمی ۲۵ میلی‌متر (قطر داخلی ۲۱ میلی‌متر) استفاده شود. مقاطع لوله باید با چسب مناسب ABS به یکدیگر چسبانده شوند تا از جدا شدن یا نشتی جلوگیری شود. اگر احتمال داده می‌شود که در آینده نیاز به جدا کردن بخشی از لوله باشد، باید از اتصال‌های قابل باز شدن استفاده شود.

مهم:
اطمینان حاصل کنید که هیچ سوراخی در فاصله کمتر از ۱۰۰ میلی‌متر از یک خم یا اتصال T قرار نداشته باشد.
هیچ‌گاه لوله‌ها را به خودِ واحد دتکتور دودی اسپیراتینگ نچسبانید.

اتصالات
اتصالات برای اتصال بخش‌های مختلف لوله به‌منظور ایجاد شبکه‌های طولانی‌تر استفاده می‌شوند؛ این اتصالات از همان جنس لوله ساخته می‌شوند. انواع مختلفی از اتصالات وجود دارند تا امکان ایجاد خم‌ها، مسیرهای مستقیم، شاخه‌ها و اتصال‌ها فراهم شود. در این صفحه اتصالات رایج توضیح داده شده‌اند.

کوپلینگ‌ها و یونیت‌ها
کوپلینگ‌ها و یونیت‌ها برای اتصال دو بخش از لوله در یک خط مستقیم استفاده می‌شوند. کوپلینگ زمانی به کار می‌رود که قرار نیست بخش مربوطه جدا شود. یونیت این امکان را می‌دهد که دو بخش لوله به صورت پیچی به یکدیگر متصل شوند تا در آینده بتوان به آن دسترسی داشت؛ این ویژگی برای بخش‌هایی از شبکه لوله‌کشی که باید به‌طور دوره‌ای برای نگهداری یا تمیزکاری باز شوند، مفید است. از یونیت‌ها همچنین می‌توان برای تراز دقیق سوراخ‌های نمونه‌گیری در بخش خاصی از شبکه لوله‌کشی، مانند بالای دریچه‌های برگشت هوا، استفاده کرد. شکل ۱ در پایین، یک نمونه رایج از یونیت و کوپلینگ پلاستیکی را نشان می‌دهد.

خم‌ها/الگ‌ها
خم‌ها/الگ‌ها برای تغییر جهت شبکه لوله‌کشی استفاده می‌شوند. خم‌های ۴۵° و ۹۰° هر دو قابل استفاده هستند. یک خم معمولی در شکل ۲ پایین نشان داده شده و اتصالات خم پلاستیکی معمولی در شکل ۳ پایین آمده است.
خم‌ها می‌توانند ۴۵° یا ۹۰° باشند. برای خم‌های ۹۰°، بسیار مهم است که از شعاع‌های کم‌شیب استفاده شود و از خم‌های تیز خودداری گردد، زیرا خم‌های تیز موجب وارد شدن افت فشار غیرضروری شده و زمان پاسخ‌دهی از سوراخ‌هایی که پس از خم قرار دارند را افزایش می‌دهد. اطمینان حاصل کنید که هیچ سوراخی در فاصله کمتر از ۱۰۰ میلی‌متر از یک خم قرار نداشته باشد.

سه‌راهی و درپوش‌ها
از سه‌راهی می‌توان برای ایجاد شاخه‌های چندگانه در لوله‌ها استفاده کرد. مهم است که طراحی شاخه‌ها متعادل باشد – یعنی تقریباً از نظر طول و تعداد/اندازه سوراخ‌ها برابر باشند. اطمینان حاصل شود که هیچ سوراخی در فاصله کمتر از ۱۰۰ میلی‌متر از سه‌راهی قرار نداشته باشد. از سه‌راهی‌ها برای اتصال لوله‌های عمودی یا لوله‌های نمونه‌برداری در شبکه استفاده می‌شود. از سه‌راهی‌های خاص می‌توان برای اتصال لوله موئین و یک نقطه نمونه‌برداری استفاده کرد، همان‌طور که در شکل ۴ نشان داده شده است.

انتهای لوله باید با درپوشی که دارای سوراخ مرکزی برای کنترل جریان هوا است، بسته شود. اگر از درپوش استفاده نشود، در عمل هیچ هوایی از طریق سوراخ‌های جانبی کشیده نخواهد شد. بدون وجود سوراخ در درپوش، میزان جریان هوا از سوراخ‌های جانبی به‌شدت نامتعادل خواهد بود. برای لوله‌هایی با تعداد کم سوراخ نمونه‌برداری، سوراخ درپوش معمولاً هم‌اندازه با سوراخ‌های نمونه‌برداری در طول لوله است. هنگامی که تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری بیش از پنج عدد باشد، سوراخ درپوش ممکن است بزرگ‌تر از سوراخ‌های دیگر در طول لوله باشد. در صورت نیاز، می‌توان درپوش را به‌عنوان یک نقطه نمونه‌برداری در نظر گرفت.

ممکن است درپوش دارای سوراخ نمونه‌برداری باشد: وجود و اندازه این سوراخ توسط نرم‌افزار طراحی سیستم – PipeIQ – تعیین می‌شود. لطفاً به شکل ۴ زیر مراجعه کنید.

در زمان طراحی شبکه لوله نمونه‌برداری، عوامل متعددی باید مدنظر قرار گیرد. لازم است محل نصب به‌دقت بررسی و بیشترین اطلاعات ممکن جمع‌آوری شود.

نیازمندی‌ها
اولین گام، تعیین دقیق نیازهای نصب است. پس از مشخص شدن نیازها، نوع موقعیت قابل بررسی خواهد بود.

فعالیت‌ها
نوع فعالیت‌هایی که در فضا انجام می‌شود بسیار اهمیت دارد. یک فضای عمومی با شکل خاص ممکن است نیازهای سیستمی متفاوتی نسبت به یک انبار با همان شکل داشته باشد. اطلاعاتی مانند ساعات فعالیت، حضور یا عدم حضور افراد در فضا، و وجود آلودگی یا هوای آلوده نیز باید در نظر گرفته شود.

ویژگی‌های فیزیکی
پس از بررسی نوع کلی نصب، ویژگی‌های فیزیکی فضا باید بررسی شود:

• آیا فضا، اتاق، فضای خالی، کابینت یا محفظه است؟
• آیا فضای خالی در کف یا سقف وجود دارد؟ در صورت وجود، چگونه تقسیم‌بندی شده‌اند؟
• آیا کانال‌هایی وجود دارد؟ کاربرد آن‌ها چیست و آیا خدماتی در آن‌ها قرار دارد؟
• ابعاد دقیق فضا چیست؟
• از چه مصالحی استفاده شده و آیا مناطقی وجود دارد که باید از قرارگیری شبکه در آن‌ها اجتناب شود؟
• آیا سیستم‌های اعلام حریق دیگری وجود دارند؟ در صورت وجود، در چه موقعیتی نصب شده‌اند؟

شرایط محیطی
شرایط محیطی داخل فضا می‌تواند تأثیر بسیار مهمی بر روش نمونه‌برداری مناسب برای حفاظت از آن داشته باشد.
همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، آزمایش دود برای جمع‌آوری این اطلاعات حیاتی است. این آزمایش می‌تواند الگوهای حرکت هوا، نرخ گردش آن، و اینکه آیا در نقطه‌ای جریان هوا ساکن است یا خیر را مشخص کند.

سایر موارد قابل بررسی شامل موارد زیر است:

• در صورت ورود هوای تازه، نرخ و میزان آن چقدر است؟
• آیا به دلیل آلودگی، استفاده از یک دتکتور مرجع لازم است؟
• دما و رطوبت نسبی چقدر هستند و آیا این مقادیر ثابت یا متغیرند؟
• آیا فعالیت‌هایی در محیط وجود دارند که دود، گرد و غبار، بخار یا شعله تولید کنند و این فعالیت‌ها چند وقت یک‌بار انجام می‌شوند؟

ارزیابی ریسک
در هر نصب، احتمال دارد برخی نواحی نیاز به حفاظت بیشتری نسبت به سایر بخش‌ها داشته باشند. این امر ممکن است به دلیل وجود تجهیزات گران‌قیمت یا نواحی خاصی مانند انبار مواد قابل اشتعال باشد. این نواحی آسیب‌پذیر باید همراه با هرگونه خطرات ساختاری مانند مواد مصنوعی، فوم‌ها یا جداکننده‌های چوب نرم مورد توجه قرار گیرند.

مکان‌های ممکن برای نصب دستگاه
در انتخاب محل نصب واحد دتکتور نیز عوامل متعددی باید در نظر گرفته شود. هدف اصلی در تعیین موقعیت دستگاه، ایجاد یک سیستم متعادل است؛ به این معنا که طول لوله‌ها تا حد امکان برابر باشد. همچنین باید تلاش شود تا زمان پاسخ‌دهی و میزان رقیق‌سازی به حداقل برسد.

واحد دتکتور نیاز به منبع تغذیه دارد و باید دسترسی جهت انجام تعمیرات و نگهداری وجود داشته باشد. همچنین ممکن است دلایل زیبایی‌شناختی باعث شود مکان خاصی برای نصب مناسب نباشد.

لوله خروجی
لوله خروجی واحد دتکتور دودی مکشی، در صورت نیاز، می‌تواند دارای لوله‌کشی اضافه شود؛ برای مثال، اگر نیاز باشد هوای عبوری از دتکتور به منبع خود بازگردد. همچنین، لوله‌کشی اضافی می‌تواند برای کاهش صدای فن مورد استفاده قرار گیرد.

زمانی‌که تشخیص دود در مرحله ابتدایی حریق حیاتی است، سیستم‌های دتکتور دودی مکشی مزایای زیادی دارند.

سطوح اولیه تشخیص
توانایی سیستم‌های دتکتور دودی مکشی در تشخیص ذرات دود در سطح بسیار پایین کاهش دید، آن‌ها را برای مناطقی که نیاز به سریع‌ترین تشخیص ممکن دارند (پیش از آغاز احتراق و آسیب)، ایده‌آل می‌کند. کاربردهای معمول شامل موزه‌ها، ساختمان‌های تاریخی، اماکن با ارزش فرهنگی، و مراکز حیاتی مانند دیتا سنترها هستند. همچنین محدوده‌های حساسیت قابل برنامه‌ریزی، امکان سفارشی‌سازی سیستم دتکتور دودی مکشی بر اساس خطر خاص موجود را فراهم می‌کند، که به مالک انعطاف‌پذیری بیشتری می‌دهد.

تشخیص قابل اعتماد
نرم‌افزار تشخیص در سیستم دتکتور دودی مکشی این امکان را می‌دهد که محفظه حسگر بین ذرات دود و ذرات گردوغبار معلق در هوای نمونه‌برداری‌شده تمایز قائل شود. این فناوری باعث مقاومت سیستم در برابر هشدارهای کاذب شده و از هشدارهای ناخواسته‌ای که ممکن است منجر به خاموش شدن غیرضروری تجهیزات، توقف فعالیت‌ها یا تخلیه زودهنگام ساختمان شوند، جلوگیری می‌کند.

تأثیرناپذیری از جریان هوای بالا
اتاق‌هایی با جریان هوای بالا، مانند دیتا سنترها، مراکز مخابراتی و اتاق‌های تمیز، یک چالش رایج هستند. جریان هوای بالا باعث ایجاد تغییرات مکرر در هوای محیط و رقیق شدن دود می‌شود، که تشخیص دود را دشوارتر می‌کند.

سرعت بالای جریان هوا
سرعت بالای جریان هوا، ذرات دود را از دتکتورهای دودی نقطه‌ای نصب‌شده روی سقف دور کرده و به سمت واحدهای تهویه (HVAC) منتقل می‌کند. ذرات بزرگ‌تر در واحد تهویه فیلتر می‌شوند، اما ذرات ریز از فیلتر عبور کرده و به داخل فضا بازمی‌گردند. در این حالت، ذرات دود به بخشی از هوای محیط تبدیل می‌شوند، اما چون دتکتور دودی مکشی به‌صورت فعال از هوای فضای حفاظت‌شده نمونه‌برداری می‌کند، می‌تواند آن‌ها را تشخیص دهد.

عدم تأثیر بر زیبایی فضا و مقاوم در برابر دستکاری
یکی دیگر از مزایای سیستم دتکتور دودی مکشی، امکان پنهان‌سازی لوله نمونه‌برداری و نصب دتکتور در مکانی دور از دید است. این ویژگی آن را برای محیط‌هایی که احتمال دستکاری وجود دارد (مانند زندان‌ها یا مدارس) مناسب می‌سازد. همچنین برای فضاهایی که زیبایی ظاهری اهمیت دارد (مانند اماکن تاریخی یا فرهنگی) نیز ایده‌آل است.

قابل استفاده در محیط‌های سخت
در محیط‌های سخت یا آلوده، ذرات بزرگ می‌توانند به مدارهای الکترونیکی دتکتورهای سنتی آسیب وارد کنند و ذرات کوچک نیز می‌توانند هشدارهای کاذب ایجاد کنند. سیستم دتکتور دودی مکشی از هوای فضای حفاظت‌شده نمونه‌برداری کرده و ذرات آسیب‌زننده را فیلتر می‌کند، که این ویژگی آن را برای نصب در چنین محیط‌هایی مناسب می‌سازد. همچنین، چون دتکتور در خارج از فضای حفاظت‌شده نصب می‌شود، این سیستم برای فضاهایی با دمای بسیار بالا یا پایین (مانند سردخانه‌ها و فریزرها) نیز مناسب است.

نگهداری آسان
پس از نصب دتکتور دودی مکشی و لوله نمونه‌برداری، زمان‌های انتقال و فشار هوای داخل لوله باید ثبت شود. سپس، نگهداری سالیانه شامل تست دورترین منفذ نمونه‌گیری و مقایسه زمان انتقال آن با مستندات اولیه می‌باشد. در مواقعی که لوله در سقف بلند یا زیر کف نصب شده، می‌توان یک نقطه نمونه‌برداری در سطح زمین تعبیه کرد تا آزمایش سالیانه آسان‌تر و هزینه‌های نگهداری کمتر شود.

هر شبکه لوله‌کشی که برای استفاده با سیستم FAAST طراحی می‌شود، باید با استفاده از نرم‌افزار PipeIQ تأیید گردد.

تشخیص فعال

دتکتور دودی مکشی یک سامانه تشخیص فعال به‌شمار می‌آید، زیرا به‌طور پیوسته هوا را از ناحیه حفاظت‌شده مکش کرده و به داخل محفظه حسگر هدایت می‌کند. این فرآیند دائمی است و تنها در صورت خاموش شدن دتکتور متوقف می‌شود.

این ویژگی فعال، امکان تشخیص بسیار سریع دود را فراهم می‌سازد و به همین دلیل، دتکتورهای دودی مکشی معمولاً در دسته سامانه‌های تشخیص آتش زودهنگام قرار می‌گیرند. محفظه‌های حسگر بسیار حساس نیز به شناسایی دود در مراحل اولیه آتش‌سوزی، پیش از آسیب به تجهیزات یا ناحیه حفاظت‌شده، کمک شایانی می‌کنند.

اثر افزایشی
سیستم دتکتور دودی مکشی با استفاده از «اثر افزایشی» که ویژگی مشترک این نوع سیستم‌هاست، رقیق‌شدن دود را جبران می‌کند. اثر افزایشی یکی از مزایای مهم فناوری دتکتور دودی مکشی است که منجر به سیستمی با حساسیت بسیار بالا می‌شود، حتی زمانی که چندین منفذ نمونه‌گیری در سیستم وجود دارد.

در فرآیند تشخیص، هوا از طریق تمام منافذ نمونه‌گیری موجود در شبکه لوله‌کشی به داخل کشیده می‌شود، که باعث می‌شود هر منفذ در تشکیل نمونه کلی هوا درون محفظه حسگر نقش داشته باشد. همان‌طور که پیش‌تر توضیح داده شد، این حجم کلی هوا درون محفظه حسگر دتکتور است: هرچه تعداد منافذ نمونه‌گیری بیشتر باشد، حجم هوای بیشتری وجود خواهد داشت. اگر چندین منفذ نمونه‌گیری هوای آلوده به دود را مکش کنند، ذرات دود هنگام انتقال به محفظه حسگر با هم ترکیب می‌شوند. نسبت هوای تمیز به هوای آلوده به دود کاهش می‌یابد. این همان اثر افزایشی است که باعث می‌شود کل سیستم تشخیص، حساس‌تر از یک سیستم سنتی دتکتور دودی نقطه‌ای باشد.

با فرض اینکه حساسیت سطح ۱ حریق در دتکتور دودی مکشی برابر با ۰٫۲۵ درصد کاهش دید در هر فوت (0.25%/ft.) تنظیم شده باشد و این سیستم اتاقی با مساحت ۱۲۱۹٫۲ متر مربع (۴۰۰۰ فوت مربع) را محافظت کند و منافذ نمونه‌گیری با فاصله ۶ متر برای هر منفذ (۲۰ فوت برای هر منفذ) طراحی شده باشند (یعنی هر منفذ ۳۶ متر مربع یا ۴۰۰ فوت مربع را پوشش دهد)، سیستم تشخیص نهایی شامل ۱۰ منفذ نمونه‌گیری خواهد بود. عدد ۰٫۲۵٪/ft.، حساسیت محفظه حسگر دتکتور است.

برای محاسبه حساسیت واقعی هر منفذ نمونه‌گیری، نرخ کاهش دید تنظیم‌شده دتکتور را در تعداد کل منافذ نمونه‌گیری در شبکه لوله‌کشی ضرب می‌کنیم.

برای مثال، اگر حساسیت دتکتور در سطح ۱ حریق روی ۰٫۲۵٪/ft. تنظیم شده باشد و ۱۰ منفذ در شبکه لوله‌کشی وجود داشته باشد، حساسیت هر منفذ نمونه‌گیری برابر با ۲٫۵٪/ft. خواهد بود (۰٫۲۵٪/ft. ضربدر ۱۰ = ۲٫۵٪/ft.). این حساسیت مشابه نرخ کاهش دید یک دتکتور دودی نقطه‌ای سنتی است. این مقدار، حساسیت مؤثر دتکتور را در حالتی نشان می‌دهد که دود تنها وارد یک منفذ نمونه‌گیری شود (مطابق شکل ۸ در پایین).

مزیت سیستم دتکتور دودی مکشی در ماهیت فعال آن برای مکش هم‌زمان هوا از تمامی منافذ نمونه‌گیری است؛ هوا درون لوله ترکیب شده و برای نمونه‌برداری به سمت دتکتور منتقل می‌شود. زمانی‌که هوا از تمام ۱۰ منفذ نمونه‌گیری کشیده می‌شود، غلظت ذرات دود افزایش می‌یابد و غلظت هوای تمیز کاهش پیدا می‌کند. با ترکیب شدن ذرات دود، حساسیت کلی سیستم تشخیص افزایش پیدا می‌کند.

برای توضیح بیشتر اثر افزایشی، همان اتاق ۱۲۱۹٫۲ متر مربعی (۴۰۰۰ فوت مربع) با شبکه لوله‌کشی دارای ۱۰ منفذ نمونه‌گیری را در نظر بگیرید که در آن ذرات دود وارد دو منفذ نمونه‌گیری می‌شوند (مطابق شکل ۸ در پایین). برای تعیین حساسیت جدید هر منفذ، نرخ کاهش دید سطح ۱ حریق (۰٫۲۵٪/ft.) را در تعداد کل منافذ نمونه‌گیری (۱۰) ضرب کرده و سپس بر تعداد منافذی که دود را تشخیص می‌دهند (۲) تقسیم می‌کنیم. در نتیجه، حساسیت مؤثر هر منفذ برابر با ۱٫۲۵٪/ft. خواهد بود، که این یعنی سیستم دتکتور دودی مکشی دو برابر حساس‌تر از یک دتکتور دودی نقطه‌ای با حساسیت ۲٫۵٪/ft. است.

اگر دود وارد سه منفذ نمونه‌گیری شود، حساسیت مؤثر برابر با ۰٫۸۳٪/ft. خواهد بود، و به همین ترتیب.
حساسیت دتکتور

برای توضیح بیشتر اثر افزایشی، این مثال را می‌توان گسترش داد به حالتی که دود وارد تمامی ۱۰ منفذ نمونه‌گیری شود. هر منفذ نمونه‌گیری حساسیتی برابر با ۰٫۲۵٪/ft. خواهد داشت، که باعث می‌شود سیستم دتکتور دودی مکشی ۱۰ برابر حساس‌تر از دتکتور دودی نقطه‌ای با حساسیت ۲٫۵٪/ft. باشد (مطابق شکل ۱۰ در صفحه قبل).

آستانه‌های حساسیت پایین
یکی دیگر از مزایای مهم دتکتور دودی مکشی، الکترونیک پیشرفته‌ای است که توانایی تشخیص ذرات دود در نرخ‌های بسیار پایین‌ کاهش دید و در سطوح حساسیت متعدد را فراهم می‌کند. این آستانه‌های تشخیص قابل برنامه‌ریزی هستند و به کاربران نهایی این امکان را می‌دهند که سیستمی با حساسیت بسیار بالا برای محیط‌ها و کاربری‌هایی که نیازمند تشخیص بسیار زودهنگام دود برای ایمنی جانی و تداوم فعالیت هستند، یا سیستمی با حساسیت پایین‌تر برای محیط‌هایی با اهمیت کمتر طراحی کنند. آستانه‌های معمول در سیستم‌های دتکتور دودی مکشی طبق لیست استاندارد UL دارای محدوده حساسیت بین ۰٫۰۰۰۴۶٪/ft. (برای مکان‌هایی که تشخیص زودهنگام دود حیاتی است) تا ۶٫۲۵٪/ft. (برای محیط‌هایی با اهمیت کمتر) هستند. سیستمی با دتکتور دودی مکشی که برای تشخیص دود با پایین‌ترین نرخ کاهش دید لیست‌شده در UL یعنی ۰٫۰۰۰۴۶٪/ft. برنامه‌ریزی شده باشد، بیش از ۱۰۰۰ برابر حساس‌تر از دتکتورهای دودی نقطه‌ای سنتی خواهد بود.

اثر رقیق‌سازی
حساسیت یک سامانه تشخیص مکشی به دو عامل اصلی بستگی دارد: تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری در شبکه لوله‌کشی و آستانه‌های قابل برنامه‌ریزی تشخیص دود. تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری می‌تواند بر میزان رقیق‌سازی هوای بازگشتی به محفظه حسگر تأثیر بگذارد.
برای مثال، زمانی که دود از یک سوراخ نمونه‌برداری وارد می‌شود، غلظت دود به‌دلیل عبور از سایر سوراخ‌هایی که هوای پاک (بدون دود) را جذب می‌کنند، کاهش می‌یابد. زمانی که این هوای تمیز با هوای آلوده به دود ترکیب می‌شود و به محفظه تشخیص وارد می‌گردد، هوای آلوده به دود رقیق می‌شود. به این پدیده «اثر رقیق‌سازی» گفته می‌شود (شکل ۷ در پایین).

در شکل ۷، رنگ خاکستری نشان‌دهنده دودی است که از دورترین سوراخ نمونه‌برداری در لوله وارد می‌شود. این دود در حین عبور از لوله با هوای پاک ترکیب شده و غلظت آن کاهش می‌یابد. اثر رقیق‌سازی به‌طور مستقیم با تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری در شبکه لوله‌کشی مرتبط است. هرچه تعداد سوراخ‌ها بیشتر باشد، حجم هوایی که به سمت ASD منتقل می‌شود نیز بیشتر شده و در نتیجه دود معلق در هوا بیشتر رقیق می‌شود.
برای مثال، اگر لوله نمونه‌برداری ۵۰ متر (۱۶۴ فوت) طول داشته باشد و در هر ۵ متر (۱۶ فوت) یک سوراخ تعبیه شده باشد، در مجموع ۱۰ سوراخ از جمله درپوش انتهایی خواهیم داشت.

در این مثال ساده، فرض می‌شود که هر سوراخ مقدار تقریباً برابری از هوا را وارد می‌کند. اگر یک منبع دود با غلظت ۲٪ انسداد بر متر (obs/m) در انتهای لوله قرار گیرد و از سایر سوراخ‌ها دود وارد نشود، دود در مسیر حرکت خود با هوای پاک ترکیب می‌شود. زمانی که نمونه به آشکارساز می‌رسد، غلظت آن به ۰.۲٪ obs/m، یا یک‌دهم مقدار اولیه کاهش یافته است. بنابراین، اگر آستانه هشدار اولیه روی ۰.۲٪ obs/m تنظیم شده باشد، غلظت دود در خارج از سوراخ باید بیش از ۲٪ obs/m باشد تا هشدار به صدا درآید.

در نتیجه، هرچه طول لوله و تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری بیشتر باشد، سامانه بیشتر در معرض اثر رقیق‌سازی قرار می‌گیرد. در این شرایط، بهتر است بر اساس بدترین حالت ممکن طراحی صورت گیرد.
در واقعیت، محاسبه رقیق‌سازی به سادگی مثال بالا نیست و عوامل بیشتری دخیل‌اند. هر سامانه ویژگی‌های متفاوتی دارد، بنابراین محاسبه دقیق آن بسیار پیچیده است. عواملی که بر نرخ رقیق‌سازی تأثیر می‌گذارند شامل اندازه و تعداد سوراخ‌ها، سه‌راهی‌ها و زانویی‌ها در شبکه لوله‌کشی، قطر لوله، و عوامل محیطی مانند دما، فشار و رطوبت هوا می‌شوند.

زمان انتقال

زمان انتقال، مدت‌زمانی است که ذرات دود برای رسیدن به محفظه حسگر در دتکتور دودی مکشی نیاز دارند. این زمان (بر حسب ثانیه) از لحظه ورود ذرات به نقطه نمونه‌برداری تا رسیدن آن‌ها به محفظه تشخیص اندازه‌گیری می‌شود. این زمان‌ها با استفاده از نرم‌افزار طراحی دتکتور دودی مکشی محاسبه شده و در فرآیند راه‌اندازی و تأیید نهایی در میدان، به‌صورت عملی ارزیابی و تأیید می‌گردند.

چندین پارامتر در تعیین زمان انتقال تأثیرگذار هستند، از جمله:

• اندازه و تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری
• تنظیم سرعت مکنده (دور بر دقیقه)
• تنظیم حساسیت آشکارساز
• مقدار کل و چیدمان لوله‌های نمونه‌برداری

استانداردها و آیین‌نامه‌های مدرن، زمان‌های انتقال مشخصی را برای کلاس‌های مختلف دتکتورهای دودی مکشی الزام می‌کنند. حداکثر زمان انتقال ممکن است بسته به نوع کاربرد، از ۶۰ ثانیه برای دتکتورهای بسیار زودهنگام، ۹۰ ثانیه برای دتکتورهای زودهنگام، یا ۱۲۰ ثانیه برای دتکتورهای استاندارد متغیر باشد.

برای تعیین زمان‌های مجاز انتقال، به استانداردهای EN 54-20، NFPA 72، NFPA 76 و آیین‌نامه‌های محلی مربوطه مراجعه شود.

دتکتور دود مکشی (Aspirating Smoke Detector)

تمام سیستم‌های دتکتور دود مکشی (ASD) دارای تجهیزات مشابهی هستند، اما نوع فناوری تشخیص آن‌ها متفاوت است. در حال حاضر چند نوع فناوری تشخیص وجود دارد:

سیستم‌های مبتنی بر لیزر (دارای فیلتر)

در این روش، از لیزر به‌عنوان منبع نوری در داخل محفظه تشخیص استفاده می‌شود. ابتدا هوا از یک سیستم فیلتراسیون عبور می‌کند تا ذرات بزرگ حذف شوند. سپس نمونه‌ی هوای فیلتر شده از مقابل لیزر عبور داده می‌شود و پراکندگی نور ناشی از ذرات دود توسط یک کلکتور نوری اندازه‌گیری می‌شود. الکترونیک پیشرفته‌ی دتکتور، میزان ذرات دود موجود در محفظه را تعیین می‌کند.

سیستم‌های مبتنی بر لیزر (بدون فیلتر)

این روش که معمولاً با عنوان “شمارش ذرات” شناخته می‌شود نیز از لیزر به عنوان منبع نوری استفاده می‌کند. اما در این پیکربندی، هوا بدون عبور از فیلتر مستقیماً وارد محفظه حسگر می‌شود. با عبور هوا از مقابل لیزر، کلکتور نوری تعداد ذرات در اندازه میکرونی مشخص را شمارش می‌کند تا تعیین شود که آیا میزان کافی از ذرات دود وجود دارد یا خیر. الکترونیک پیشرفته این فناوری قادر است بین ذرات معلق گرد و غبار و ذرات دود در نمونه تفاوت قائل شود.

اتاقک ابری (Cloud Chamber)

این روش قدیمی‌ترین و ابتدایی‌ترین فناوری مکشی تشخیص دود است. عنصر حسگر آن یک محفظه‌ی مهر و موم‌شده حاوی بخار آب بسیار متراکم است. هنگامی که یک ذره دود باردار با بخار آب متراکم برخورد می‌کند، یونیزه می‌شود. یون‌های ایجاد شده به عنوان هسته‌های تراکم عمل می‌کنند که مه در اطراف آن‌ها شکل می‌گیرد (زیرا بخار آب بسیار متراکم بوده و در آستانه‌ی چگالش قرار دارد). این فرآیند باعث بزرگ‌تر شدن اندازه ذره می‌شود، به‌طوری که از حالت نامرئی (زیر طول موج نور) به حالتی می‌رسد که قابل شناسایی توسط سلول نوری درون محفظه می‌شود.

حسگر با منبع دوگانه (Dual Source Sensor)

در این روش، از یک LED آبی برای شناسایی غلظت‌های بسیار پایین دود و از یک لیزر مادون قرمز برای تشخیص موارد مزاحم مانند گرد و غبار استفاده می‌شود که ممکن است باعث آلارم‌های اشتباه شوند. الگوریتم‌های پیشرفته سیگنال‌های هر دو منبع را تفسیر می‌کنند تا مشخص شود که نمونه‌ی هوا حاوی دود است یا فقط گرد و غبار معلق. سطح تشخیص ذرات می‌تواند تا حداقل 0.0015% بر متر (یا 0.00046% بر فوت) کاهش یابد.

اصول اگزاست (تخلیه هوا) در دتکتور دود مکشی

در کاربردهای عادی، معمولاً فشار هوا در فضای حفاظت‌شده با فشار هوا (APS) برابر با فشار هوای فضای نصب دتکتور است، و لوله اگزاست از خروجی فشار اگزاست دتکتور (AES) خارج می‌شود. به همین دلیل، نرم‌افزار طراحی که زمان انتقال و حساسیت دتکتور را محاسبه می‌کند، فرض می‌کند که فشار هوای دو فضا برابر است.

اندازه سوراخ‌های نمونه‌برداری، اندازه لوله، زمان انتقال و سرعت فن مکنده همگی تابعی از حجم هوایی هستند که از محفظه نمونه‌برداری عبور می‌کند. محفظه حسگر برای تشخیص ذرات دود طراحی شده که با سرعت مشخص فن از درون آن عبور می‌کنند.

• اگر فشار APS بیشتر از AES باشد، سرعت ورود هوا به محفظه حسگر ممکن است بیشتر از سرعت نامی فن شود که می‌تواند بر دقت تشخیص دود اثر مستقیم بگذارد.
• مهم: اگر AES بیشتر از APS باشد، فشار هوا در حال فشار آوردن به هوای خروجی است و در نتیجه باعث ایجاد مقاومت و کند شدن فن می‌شود. این امر موجب افزایش زمان انتقال و کاهش حجم هوای ورودی به محفظه حسگر می‌گردد.

نکته: برای حذف تفاوت فشار، باید هوای خروجی دوباره به همان اتاقی که از آن نمونه‌برداری شده بازگردانده شود (مطابق شکل 6 صفحه بعد).

می‌توان لوله‌ای را به پورت خروجی متصل کرد تا هوای خروجی را از محل واحد دور کند؛ به‌عنوان مثال برای کاهش نویز، کاهش خطر تداخل یا انسداد عمدی، یا بهبود حفاظت محیطی. باید از لوله‌ای با مشخصات مشابه لوله‌های نمونه‌برداری استفاده شود و در تعیین محل خروجی جدید دقت شود تا مسدود شدن تصادفی یا عمدی آن رخ ندهد.

روش‌های نمونه‌برداری دتکتور حرارتی خطی (ASD)

برای هدف این راهنما، پنج روش نمونه‌برداری قابل قبول برای تمام کاربردهای ممکن وجود دارد:

نمونه‌برداری اولیه (Primary Sampling)

نام این روش گمراه‌کننده است؛ زیرا معمولاً به‌عنوان یک سیستم تکمیلی استفاده می‌شود و نه سیستم تشخیص اصلی. در نمونه‌برداری اولیه، نمونه‌گیری هوا از یک محل خاص یا جایی انجام می‌شود که احتمال حرکت هوا در آن بیشتر است. برای مناطقی با جریان هوای بالا، مانند دیتاسنترها یا اتاق‌های تمیز، محل نمونه‌برداری اولیه در دریچه‌های برگشت هوا، واحدهای هواساز (AHU) یا کانال‌های برگشت هوا قرار دارد.

نمونه‌برداری ثانویه (Secondary Sampling)

در این روش، سوراخ‌های نمونه‌برداری در سطح سقف و در مکان‌هایی مشابه با دتکتورهای نقطه‌ای دود نصب می‌شوند. فاصله‌گذاری بین سوراخ‌ها باید مطابق با استاندارد یا آیین‌نامه مربوطه باشد.

نمونه‌برداری موضعی (Localised Sampling)

این روش شامل حفاظت از تجهیزات یا نواحی خاص در یک فضای باز بزرگ است. نمونه‌برداری موضعی ممکن است در سیستم نمونه‌برداری رک‌ها (Rack Sampling) در یک انبار بزرگ باز استفاده شود.

نمونه‌برداری داخل کابینت
در این نوع روش نمونه‌برداری، سوراخ‌های مکش هوا به‌گونه‌ای نصب می‌شوند که تجهیزات خاصی را در یک فضای باز بزرگ‌تر پایش کنند. این روش با نمونه‌برداری موضعی متفاوت است، زیرا حجم تحت حفاظت بسیار کوچک‌تر بوده و تجهیز مورد نظر معمولاً به‌صورت خودکفا درون یک کابینت یا رک رایانه‌ای قرار دارد. سامانه تشخیص مکشی (ASD) هوایی را که برای خنک‌سازی تجهیزات استفاده می‌شود، پایش می‌کند. این نوع نمونه‌برداری معمولاً بر روی تجهیزاتی نصب می‌شود که آسیب دیدن آن‌ها در اثر آتش می‌تواند نتایج فاجعه‌باری به دنبال داشته باشد.

نمونه‌برداری درون کانال
در این نوع نمونه‌برداری، به‌جای استفاده از آشکارسازهای دود کانال‌نصب سنتی، از سامانه تشخیص مکشی (ASD) استفاده می‌شود تا در صورت وقوع آتش‌سوزی، سامانه تهویه مطبوع (HVAC) مرتبط خاموش شده یا دمپرها بسته شوند تا از گسترش دود جلوگیری گردد. همچنین می‌توان از آن برای تشخیص ذرات دود موجود در هوای خروجی (یا ورودی) استفاده کرد، به‌ویژه زمانی که آشکارسازی با حساسیت بیشتر مورد نیاز است.