火灾探测器的误报警成因探讨.docx
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火灾探测器的误报警成因探讨
火灾探测器的误报警成因探讨
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，引起的原因是多方面的。
本文试就火灾探测器的误报警成因进行一些探讨。
一、误报警及其现状
根据我国国家标准，误报警的定义为：
实际上没有发生火灾，而火灾报警装置发出了火灾报警信号。
而根据国际标准，误报警的定义是所报之火灾现在不存在，并且也不曾存在过，造成误报警的原因可以是蓄意所为、误动作或偶然因素。
结合起来理解，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。
而误报警率则是火灾报警系统中各装置在规定使用条件和期限内发生误报警的次数。
通常以百万小时的误报警次数表示：
误报警率=误报警次数/百万小时（106小时）
人们十分关心误报警对重要的公共资源造成的重大损失。
例如英国每年火灾报警设备故障引起误报警耗费消防人力和物力资源价值超过1900多万英镑。
另外，误报引起工人逃离工作岗位，使生产停止，这个损失估计会有数百万英镑，可见问题的严重性。
更沉重的代价还不是经济上的。
美国国家标准技术研究所（NIST）高级研究工程师RichardBukowski说，误报警的代价是巨大的。
除了经济方面的损失包括时间浪费、燃料消耗、消防设备折旧外，恐怕有一种代价比其他代价都大，那就是误报警使人们丧失了对火警的紧迫和危机感，例如美国空军最近发现，飞行员收到的火警有3/4是误报警。
这倒没什么，然而进一步调查发现有55％的真实火灾没有被探测到，原因是飞行员讨厌误报警，把探测器连线给断开了。
这对空军来说则是个大问题。
美国从1974年立法后，家用火灾探测器现已普及到93％，根据1992年美国消费产品安全委员会（CPSC）的调查，这里边有1/5没有电池和电池没电，其原因是由于误报警，使用者有意地把电池取下了，或不更换电池。
1997年美国消防协会（NEPA）的一次调查结果是39％的调查对象说他们的探测器在过去一年至少误报警过1次，但问题的严重性在于这其中只有7％的人认为是火灾即将发生，应该立即疏散，其余的人则不相信是火灾，对警报信号不予理睬。
因此有人提出，误报警问题的重要性，不管怎么形容也不会过分。
自从火灾探测器问世以来，产业界一直把误报警作为注意力的焦点。
每个探测器制造商都面临着两个要求，第一，他们生产的产品能及时地或者是尽快地报出真实的火灾；第二，决不误报警。
但由于产生误报警的原因非常复杂，有产品内部的，也有使用方面的，要同时达到这两条要求往往是不可能的。
即使只考虑产品方面的原因，由于技术水平的限制和价格等因素的影响，要做到完全消除误报警同样也是十分困难的。
尽管完全消除误报警是不可能的，但产业界多年来努力的结果确实大大降低了误报警率。
1989年美国的一个调查显示，误报与真实报警的比例是15.8∶1；英国1988年公布的一个调查报告说这个比例在20∶1。
自从模拟量系统出现后，局部统计数字显示，这个比例可以下降到3∶1。
国内产品经过近些年实行强制认证制度，贯彻执行ISO9001和ISO9002标准，由产品方面引起的误报警正在下降，有的产品据说已达到了误报警率（1～3）×10－6的水平。
二、引起误报警的原因
引起误报警的原因十分复杂，大致分为7类：
1.非火灾烟尘因素
——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。
——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。
——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。
——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。
——杀虫剂。
气雾状杀虫剂和空气清新剂可能引发误报警。
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。
2.环境因素
——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。
——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。
——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。
3.产品方面的原因
（1）设计质量：
容错、容差和环境敏感度
所谓容错，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。
所谓容差，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。
所谓环境敏感度，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。
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，后患令人担忧。
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。
4.人为因素
——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。
——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。
5.工程设计原因
有了好的产品，如果没有正确的工程设计，同样会频频出现误报警。
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。
——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。
——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，如某大厦的车库和吸烟室选用了感烟探测器，就属于选型不当。
6.施工方面的原因
——施工过程污染。
美国NFPA72 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。
——系统接地被忽视，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。
——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。
7.元件老化、灰尘积累和昆虫入侵
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。
灰尘积累。
国外有统计说，60％的误报警来自灰尘积累。
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。
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