# 关于火灾自动报警系统及火灾探测器误报警的分析

根据国家标准《火灾自动报警系统设计规范》规定的要求，对不同的建筑物，应根据其相应防火类别，确定火灾自动报警系统火灾探测器的设置范围及选用探测器的种类。火灾自动报警系统在运行过程中，会存在误报情况，引起的原因是多方面的。我们将不管是探测器方面的原因也好，环境原因也好，人为因素也好，其他原因也好，只要无火灾存在却报了火灾信号，都叫误报警。火灾报警系统误报警是国家法规允许的，有警必报是火灾报警系统的基本功能，是必须保证的。

火灾探测器概述

火灾探测器是消防火灾自动报警系统中，对现场进行探查，发现火灾的设备。火灾探测器是系统的“感觉器官”，它的作用是监视环境中有没有火灾的发生。一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号。火灾探测器根据其探测火灾特征参数的不同，可以分为感烟、感温、感光、气体、复合等 5 种基本类型。火灾探测器的运用方式，在消防工程中，对于保护区域内火灾信息的监测，有时是单独运用一个火灾探测器进行监测，有时是用两个或若干个火灾探测器同时监测。为了提高火灾探测报警及消防联动控制系统的工作可靠性和联动有效性，目前多采用若干个火灾探测器同时监测的并联运用方式。

火灾探测器种类的选择应根据探测区域内的环境条件、火灾特点、房间高度、安装场所的气流状况，并应按照国家标准《火灾自动报警系统设计规范》和《火灾自动报警系统施工验收规范》的有关要求来进行。具体规定，在此不赘述。

火灾探测器误报警原因

根据国家标准《火灾自动报警系统设计规范》《建筑设计防火规范》《高层民用建筑设计防火规范》及其他标准规定的要求，对不同的建筑物，应根据其相应防火类别，确定火灾自动报警系统火灾探测器的设置范围及选用探测器的种类。火灾自动报警系统在运行过程中，会存在误报情况，引起误报警的原因十分复杂，大致分为以下 7 类：

非火灾烟尘因素

1. 烹调油烟      ：据不完全统计，美国家用感烟探测器 1/3 误报警是由烹调油烟引起的。在美国由于家用火灾探测器普及较早，因此离子型感烟探测器使用非常广泛，97％的感烟探测器为离子型的（占火灾探测器总量的 87％）。烹调油烟的粒径较小，离子型感烟探测器对烹调油烟非常敏感，如果离油烟源头距离较近（例如不足 1.7 米），误报警便会时有发生，中国如普及家用感烟探测器，由于中国烹调方法的特点，相信由烹调油烟引起的误报警会更严重。
2. 吸烟      ：香烟产生的烟雾与火灾烟雾在粒谱特性上十分接近，感烟探测器特别是传统式探测器很难识别，常常引发误报警。这种情况在国内相当多，因此国产的感烟探测器灵敏度往往做得偏低，以减少在使用中的误报警。
3. 水蒸汽      ：由浴室来的水蒸汽是欧美家用感烟探测误报警的另一主要原因。
4. 灰尘      ：打扫房间引起的飞尘、路面吹进来的飞尘都能引起感烟探测器误报警。
5. 杀虫剂      ：气雾状杀虫剂和空气清新剂可能引发误报警。
6. 其他      ：此外，焊接作业产生的烟雾可能引发误报警，在房间里燃烧废纸也极易引起误报警。

环境因素

1. 电磁环境      ：电磁环境对感烟探测器的影响途径主要有三条：空中电磁波干扰、电源及其他输入输出线上的窄脉冲群以及人体静电。1994 年以后，要求火灾探测器必须达到 1993 年版国家标准规定的三项电磁兼容性要求，应该指出，由于电磁环境日益恶化，产品即使通过了 1993 年标准，不等于实际使用中没有任何问题了。针对这一情况，国内外一些厂商正在给自己的产品确立更高的企业标准，例如有些公司为自己的探测器设立了高达 30～50V/m2GHz 电磁波辐射的指标。
2. 气流      ：气流对离子型感烟探测器的影响是人所共知的。不过由于离子型探测器结构的改善，以及光电型探测器使用日渐广泛，由气流引起的误报警正在下降。
3. 气温剧烈变化      ：使用空调和取暖设备的过程中，如果气流直接吹过含感温元件的探测器（感温探测器及复合探测器）有可能造成误报警。

产品方面的原因

1. 设计质量

• 容错        ：主要是指系统软件在已知和不可预料的意外事件作用下维持正常运行的能力。
• 容差        ：主要是指系统硬件成员的参数存在较大离散性时，系统性能维持不变的能力。
• 环境敏感度        ：指的是系统在国家标准规定和实际使用中潜在的机械、气候、电磁环境条件下维持稳定运行的能力。
• 现状        ：由于国内企业规模较小，资金不够雄厚，专业人员经验尚不丰富等原因，因此上述三方面存在明显的薄弱环节。

2. 制造质量

• 手工作业问题        ：从焊接到调试到成品检验的各个环节中，大量采用手工作业，错误和隐患的数量大大超过自动化生产的情况。近几年业内规模较大，实力较强的企业正逐步淘汰手工操作，对保证制造质量起了很大作用。
• “三防” 处理问题        ：在我国南方使用环境中是重中之重。通过了国家标准规定的 92％RH40℃、96 小时试验的产品不等于在我国南方地区就能稳定运行，这其中主要是一些厂家对 “三防” 处理没有下功夫。应该指出国家标准的上述规定是针对一般使用条件的，如果想在南方梅雨季节高温高湿环境下长期正常运行，产品的 “三防” 能力必须高于国家标准的上述规定。
• 物料控制问题        ：离 ISO9001 的要求存在明显差距，使得出厂产品在实际使用中出现误报警或其他问题，这一现象要想彻底解决，必须做很多切实细微的工作才行。

人为因素

1. 恶作剧和 “善作剧”      ：有人故意对着感烟探测器吸烟，或故意启动手动报警按钮，造成误报警。还有时因观察判断有误，善意地启动手动报警按钮，造成误报警。
2. 不遵守使用规则      ：例如在禁烟区吸烟，在办公室或客房烹调食物。

工程设计原因

1. 工程专业人员素质      ：美国消防协会（NFPA）火灾研究和分析部的 John.R.Hall 认为在采用新技术的今天，误报警数持续上升的主要原因是工程专业人员素质不高。1992 年整个美国只有 50 个人获得国家工程技术认证协会（NICET）的注册资格，虽然 1998 年已达 4000 人，但仍满足不了需要。
2. 配置位置欠佳      ：美国由烹调引起的家用探测器误报警主要原因是设计时探测器位置未远离烹调油烟源头。国内也发现在烧开水设备的部位安装感烟探测器从而引发误报警的事例。
3. 选型不当      ：感烟探测器在正常情况下有烟尘出现的场所不适用，如某酒店的厨房选用了感烟探测器，就属于选型不当。

施工方面的原因

1. 施工过程污染      ：美国 NFPA 72 National Fire Alarm Code 技术委员会主席 Wayne.D.Moore 认为误报警的主要原因是安装质量差和施工过程污染。我国国内的情况就更明显了，有的工程野蛮到了无章可循的地步。例如某市美术展览馆建筑内部装修与火灾探测系统同时施工，系统调试时发现半数以上的探测器工作不正常，需要清洗。探测器外面的保护罩（一般做成红色的）往往给人以错觉，使人们认为只要套上它，建筑内部装修就不会给探测器带来不利影响了。其实，那种保护罩的功能主要是防止意外机械损伤和表面污染的，对防止灰尘特别是建筑装修这种长周期的灰尘防护作用有限。
2. 系统接地问题      ：被忽视，或接地达不到标准要求，或根本未接地，使系统易受电磁干扰。造成误报警。
3. 施工质量差      ：线路绝缘达不到要求、接头压线接触不良或布线不合理。

元件老化、灰尘积累和昆虫入侵

1. 元件老化      ：从可靠性考虑，同时实践业已证明，服役期超过 10 年的系统由元件老化引起的毛病包括误报警趋于增加，因此消防界有人认为探测器的寿命定为 10 年为宜。
2. 灰尘积累      ：国外有统计说，60％的误报警来自灰尘积累。
3. 昆虫入侵      ：根据我国国家标准，防虫网应能防止体径 1 毫米以上的昆虫进入。实际上，在我国江淮以南地区，防虫网最好能再密一些，否则螨虫一类体径小于 1 毫米的昆虫极易进入，造成误报警。日本已倾向于把防虫网孔径减小到 0.5 毫米。

通过对产生误报警原因的分析，我们清楚地看到，要想有效地降低误报警率，不仅研究设计部门、制造厂商要努力，而且用户、工程设计和施工单位、技术监督部门、政府管理部门都要努力。可以说这是一项庞大的系统工程，少了任何一方的努力都不会收到理想的效果。

浅谈火灾探测器误报警的原因及改进方法

例如：食堂厨房操作间，靠近蒸饭机的位置，安装的感烟探测器，经常性报火警。原因：探测器设计选型不当。由于蒸饭机产生蒸气，探测器受到环境污染导致误报警。

火灾自动报警系统设计规范相关要求

1. 在湿度、水气或烟气较重的场所（比如有些水气和烟气较重的地下室、地下车库、开水房、厨房等），不适宜感烟火灾探测器，可以采用点型感温火灾探测器。符合下列条件之一的场所，宜选择点型感温火灾探测器：

• 相对湿度经常大于 95%
• 可能发生无烟火灾
• 有大量粉尘
• 吸烟室等在正常情况下有烟或蒸汽滞留的场所
• 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
• 需要联动熄灭 “安全出口” 标志灯的安全出口内侧
• 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。

2. 紫外火焰探测器经常性误报火警。探测器的工作原理决定了日光和人工光源对接收端的直接照射会影响探测器的正常运行甚至导致探测器的误报警。根据火灾自动报警系统设计规范：火焰探测器的设置，应符合下列规定：

• 探测器的设置应保证其接收端避开日光和人工光源直接照射。
• 应避免光源直接照射在探测器的探测窗口。
• 单波段的火焰探测器不应设置在平时有阳光、白炽灯等光源直接或间接照射的场所。

火灾探测器的干扰源

由火灾探测器的组成结构及其工作原理，我们很容易就可以判断出火灾探测器的哪些部分容易受到外界干扰，而这些外界干扰因素就是干扰源。我们认为火灾探测器最容易受到干扰的是以下几个部分：

1. 传感元件      ：传感元件是火灾探测器的 “眼睛”，但它的 “视力” 有限。例如：当与烟雾某方面特性相似的物质（如：粉尘、水雾）被它 “看见” 后，就会认为是烟雾，从而产生误报警。另外一方面，由于传感元件一般是暴露在外界，比较容易受外界的粉尘、潮气影响而导致灵敏度降低。
2. 探测电路      ：探测电路是包括传感元件在内的一组电路，主要的功能是把传感元件传送过来的 “信息” 转换为我们所需要的电压或电流信号。当受到外界电磁干扰时，它就会产生误报警或者是不报警，甚至会损坏设备。
3. 通讯电路和通讯线路      ：通讯电路和通讯线路负责把探测到的 “信息” 传送到火灾报警控制器，但在这个过程中很可能会因受到干扰而产生误报警。例如：探测电路传送过来的信息经过 A/D 转换变为数字信号，然后再经过通讯电路和通讯线路送到火灾报警控制器，但可能因受到干扰而把 “0” 信号变为 “1” 信号或是把低电平变为高电平，从而使火灾报警控制器接收到假信息并产生误报警。

干扰火灾探测器正常工作的干扰因素，我们认为主要有以下几种：

1. 粉尘      ：自然环境的破坏、工厂的乱排乱放等都造成了空气中的粉尘含量越来越高，而粉尘对火灾探测器（特别是感烟火灾探测器）来说是 “头号杀手”。过多的粉尘停留在采样室中会造成光线的大量散射，使感光元件接收太多的光线导致探测器误报警。
2. 潮气      ：特别是南方的梅雨天气下，湿度通常大于 95％，这会对探测器的电子板件及探测元件造成很大的影响。首先，会造成电子板件受潮短路而损坏，其次，当潮气进入探测器的探测室时，会对探测元件造成干扰。特别是对感烟探测器，当潮气进入探测室后，大量散射探测器光源发出的光线，从而导致探测器误报警。
3. 电磁场      ：日光灯的镇流器、高压电机、通讯发射台等设备都会发出电磁干扰，当探测器安装在这些设备附近时，或多或少都会受电磁场干扰。
4. 高速气流      ：当火灾探测器安装在有高速气流的位置时，如通风空调的送风口附近、风室、风道等，高速气流会将烟雾吹离探测器使探测器报警缓慢。

改进方法

在大多数情况下，干扰源是无法排除的，因此，我们只能从减少干扰影响的角度进行考虑。

1. 合理安装、规范布线
• 据不完全统计，70％的火灾侦测器误报警是由于不合理安装所造成的。因此，正确选定火灾侦测器类型、以及按照有关的技术说明和规范正确安装与布线是减少干扰影响的关键。例如在相对湿度长期大于 95％RH，有大量粉尘、平常情况下有烟和蒸汽滞留，厨房、锅炉间、发电机房、茶炉间、汽车库等场所不宜设置感温火灾探测器等。
• 在实际的应用中，我们也不难发现一些错误的例子，如：把感烟探测器安装在电热水器上方或是安装在风道、风室内。这些情况所造成的误报率是很高的，因此根据实际地点的情况正确选择火灾探测器是十分重要的。
• 再有就是安装位置的确定。例如：探测器至墙壁梁边的水平距离不应小于 0.5m；探测器周围 0.5m 内不应有遮挡物等等。如果探测器安装在具有送风和回风管路的房间时，探测器应该安装在流向回风口的气流流经的路径上。进行放烟测试将有助于确定探测器的正确安装位置，需要特别注意烟雾的流向及途经的路径。当探测器必须安装在送风口附近时，就必须保持一定的距离。这些条文不但确保探测器能有效、迅速地探测到火灾的发生，而且也是避免干扰的有效途径。