注冊安全工程師輔導：火災探測器的誤報警成因探討
發布時間：2011-09-30 共1頁
根據國家標準《火災自動報警系統設計規范》、《建筑設計防火規范》、《高層民用建筑設計防火規范》及其他標準規定的要求，對不同的建筑物，應根據其相應防火類別，確定火災自動報警系統火災探測器的設置范圍及選用探測器的種類。火災自動報警系統在運行過程中，會存在誤報情況，引起的原因是多方面的。本文試就火災探測器的誤報警成因進行一些探討。
一、誤報警及其現狀
根據我國國家標準，誤報警的定義為：實際上沒有發生火災，而火災報警裝置發出了火災報警信號。而根據國際標準，誤報警的定義是所報之火災現在不存在，并且也不曾存在過，造成誤報警的原因可以是蓄意所為、誤動作或偶然因素。結合起來理解，不管是探測器方面的原因也好，環境原因也好，人為因素也好，其他原因也好，只要無火災存在卻報了火災信號，都叫誤報警。
而誤報警率則是火災報警系統中各裝置在規定使用條件和期限內發生誤報警的次數。通常以百萬小時的誤報警次數表示：誤報警率=誤報警次數/百萬小時(106小時)
人們十分關心誤報警對重要的公共資源造成的重大損失。例如英國每年火災報警設備故障引起誤報警耗費消防人力和物力資源價值超過1900多萬英鎊。另外，誤報引起工人逃離工作崗位，使生產停止，這個損失估計會有數百萬英鎊，可見問題的嚴重性。
更沉重的代價還不是經濟上的。
美國國家標準技術研究所(NIST)高級研究工程師Richard Bukowski說，誤報警的代價是巨大的。除了經濟方面的損失包括時間浪費、燃料消耗、消防設備折舊外，恐怕有一種代價比其他代價都大，那就是誤報警使人們喪失了對火警的緊迫和危機感，例如美國空軍最近發現，飛行員收到的火警有3/4是誤報警。這倒沒什么，然而進一步調查發現有55％的真實火災沒有被探測到，原因是飛行員討厭誤報警，把探測器連線給斷開了。這對空軍來說則是個大問題。
美國從1974年立法后，家用火災探測器現已普及到93％，根據1992年美國消費產品安全委員會(CPSC)的調查，這里邊有1/5沒有電池和電池沒電，其原因是由于誤報警，使用者有意地把電池取下了，或不更換電池。1997年美國消防協會(NEPA)的一次調查結果是39％的調查對象說他們的探測器在過去一年至少誤報警過1次，但問題的嚴重性在于這其中只有7％的人認為是火災即將發生，應該立即疏散，其余的人則不相信是火災，對警報信號不予理睬。
因此有人提出，誤報警問題的重要性，不管怎么形容也不會過分。
自從火災探測器問世以來，產業界一直把誤報警作為注意力的焦點。每個探測器制造商都面臨著兩個要求，第一，他們生產的產品能及時地或者是盡快地報出真實的火災；第二，決不誤報警。但由于產生誤報警的原因非常復雜，有產品內部的，也有使用方面的，要同時達到這兩條要求往往是不可能的。即使只考慮產品方面的原因，由于技術水平的限制和價格等因素的影響，要做到完全消除誤報警同樣也是十分困難的。
盡管完全消除誤報警是不可能的，但產業界多年來努力的結果確實大大降低了誤報警率。1989年美國的一個調查顯示，誤報與真實報警的比例是15.8∶1；英國1988年公布的一個調查報告說這個比例在20∶1。自從模擬量系統出現后，局部統計數字顯示，這個比例可以下降到3∶1。
國內產品經過近些年實行強制認證制度，貫徹執行ISO9001和ISO9002標準，由產品方面引起的誤報警正在下降，有的產品據說已達到了誤報警率(1～3)×10－6的水平。
二、引起誤報警的原因
引起誤報警的原因十分復雜，大致分為7類：
1.非火災煙塵因素
——烹調油煙。據不完全統計，美國家用感煙探測器1/3誤報警是由烹調油煙引起的。在美國由于家用火災探測器普及較早 ，因此離子型感煙探測器使用非常廣泛，97％的感煙探測器為離子型的(占火災探測器總量的87％)。烹調油煙的粒徑較小，離子型感煙探測器對烹調油煙非常敏感，如果離油煙源頭距離較近(例如不足1.7米)，誤報警便會時有發生，中國如普及家用感煙探測器，由于中國烹調方法的特點，相信由烹調油煙引起的誤報警會更嚴重。
——吸煙。香煙產生的煙霧與火災煙霧在粒譜特性上十分接近，感煙探測器特別是傳統式探測器很難識別，常常引發誤報警。這種情況在國內相當多，因此國產的感煙探測器靈敏度往往做得偏低，以減少在使用中的誤報警。
——水蒸汽。由浴室來的水蒸汽是歐美家用感煙探測誤報警的另一主要原因。
——灰塵。打掃房間引起的飛塵、路面吹進來的飛塵都能引起感煙探測器誤報警。
——殺蟲劑。氣霧狀殺蟲劑和空氣清新劑可能引發誤報警。
此外，焊接作業產生的煙霧可能引發誤報警，在房間里燃燒廢紙也極易引起誤報警。
2.環境因素
——電磁環境。電磁環境對感煙探測器的影響途徑主要有三條：空中電磁波干擾、電源及其他輸入輸出線上的窄脈沖群以及人體靜電。1994年以后，要求火災探測器必須達到1993年版國家標準規定的三項電磁兼容性要求，應該指出，由于電磁環境日益惡化，產品即使通過了1993年標準，不等于實際使用中沒有任何問題了。針對這一情況，國內外一些廠商正在給自己的產品確立更高的企業標準，例如有些公司為自己的探測器設立了高達30～50V/m2GHz電磁波輻射的指標。
——氣流。氣流對離子型感煙探測器的影響是人所共知的。不過由于離子型探測器結構的改善，以及光電型探測器使用日漸廣泛，由氣流引起的誤報警正在下降。
——氣溫劇烈變化。使用空調和取暖設備的過程中，如果氣流直接吹過含感溫元件的探測器(感溫探測器及復合探測器)有可能造成誤報警。
3.產品方面的原因
(1)設計質量：容錯、容差和環境敏感度
所謂容錯，主要是指系統軟件在已知和不可預料的意外事件作用下維持正常運行的能力。
所謂容差，主要是指系統硬件成員的參數存在較大離散性時，系統性能維持不變的能力。
所謂環境敏感度，指的是系統在國家標準規定和實際使用中潛在的機械、氣候、電磁環境條件下維持穩定運行的能力。
由于國內企業規模較小，資金不夠雄厚，專業人員經驗尚不豐富等原因，因此上述三方面存在明顯的薄弱環節。
(2)制造質量
手工作業，后患令人擔憂。從焊接到調試到成品檢驗的各個環節中，大量采用手工作業，錯誤和隱患的數量大大超過自動化生產的情況。近幾年業內規模較大，實力較強的企業正逐步淘汰手工操作，對保證制造質量起了很大作用。
“三防”處理在我國南方使用環境中是重中之重。通過了國家標準規定的92％RH40℃、96小時試驗的產品不等于在我國南方地區就能穩定運行，這其中主要是一些廠家對“三防”處理沒有下功夫。應該指出國家標準的上述規定是針對一般使用條件的，如果想在南方梅雨季節高溫高濕環境下長期正常運行，產品的“三防”能力必須高于國家標準的上述規定。
物料控制離ISO9001的要求存在明顯差距，使得出廠產品在實際使用中出現誤報警或其他問題，這一現象要想徹底解決，必須做很多切實細微的工作才行。
4.人為因素
——惡作劇和“善作劇”。有人故意對著感煙探測器吸煙，或故意啟動手動報警按鈕，造成誤報警。還有時因觀察判斷有誤，善意地啟動手動報警按鈕，造成誤報警。
——不遵守使用規則。例如在禁煙區吸煙，在辦公室或客房烹調食物。
5.工程設計原因
有了好的產品，如果沒有正確的工程設計，同樣會頻頻出現誤報警。美國消防協會(NFPA)火災研究和分析部的John.R.Hall認為在采用新技術的今天，誤報警數持續上升的主要原因是工程專業人員素質不高。1992年整個美國只有50個人獲得國家工程技術認證協會(NICET)的注冊資格，雖然1998年已達4000人，但仍滿足不了需要。
——配置位置欠佳。美國由烹調引起的家用探測器誤報警主要原因是設計時探測器位置未遠離烹調油煙源頭。國內也發現在燒開水設備的部位安裝感煙探測器從而引發誤報警的事例。
——選型不當。感煙探測器在正常情況下有煙塵出現的場所不適用，如某大廈的車庫和吸煙室選用了感煙探測器，就屬于選型不當。
6.施工方面的原因
——施工過程污染。美國NFPA72 National Fire Alarm Code技術委員會主席Wayne.D.Moore認為誤報警的主要原因是安裝質量差和施工過程污染。我國國內的情況就更明顯了，有的工程野蠻到了無章可循的地步。例如某市美術展覽館建筑內部裝修與火災探測系統同時施工，系統調試時發現半數以上的探測器工作不正常，需要清洗。探測器外面的保護罩(一般做成紅色的)往往給人以錯覺，使人們認為只要套上它，建筑內部裝修就不會給探測器帶來不利影響了。其實，那種保護罩的功能主要是防止意外機械損傷和表面污染的，對防止灰塵特別是建筑裝修這種長周期的灰塵防護作用有限。
——系統接地被忽視，或接地達不到標準要求，或根本未接地，使系統易受電磁干擾。造成誤報警。
——施工質量差，線路絕緣達不到要求、接頭壓線接觸不良或布線不合理。
7.元件老化、灰塵積累和昆蟲入侵
元件老化。從可靠性考慮，同時實踐業已證明，服役期超過10年的系統由元件老化引起的毛病包括誤報警趨于增加，因此消防界有人認為探測器的壽命定為10年為宜。
灰塵積累。國外有統計說，60％的誤報警來自灰塵積累。
昆蟲入侵。根據我國國家標準，防蟲網應能防止體徑1毫米以上的昆蟲進入。實際上，在我國江淮以南地區，防蟲網最好能再密一些，否則螨蟲一類體徑小于1毫米的昆蟲極易進入，造成誤報警。日本已傾向于把防蟲網孔徑減小到0.5毫米。
通過對產生誤報警原因的分析，我們清楚地看到，要想有效地降低誤報警率，不僅研究設計部門、制造廠商要努力，而且用戶、工程設計和施工單位、技術監督部門、政府管理部門都要努力。可以說這是一項龐大的系統工程，少了任何一方的努力都不會收到理想的效果。
一、誤報警及其現狀
根據我國國家標準，誤報警的定義為：實際上沒有發生火災，而火災報警裝置發出了火災報警信號。而根據國際標準，誤報警的定義是所報之火災現在不存在，并且也不曾存在過，造成誤報警的原因可以是蓄意所為、誤動作或偶然因素。結合起來理解，不管是探測器方面的原因也好，環境原因也好，人為因素也好，其他原因也好，只要無火災存在卻報了火災信號，都叫誤報警。
而誤報警率則是火災報警系統中各裝置在規定使用條件和期限內發生誤報警的次數。通常以百萬小時的誤報警次數表示：誤報警率=誤報警次數/百萬小時(106小時)
人們十分關心誤報警對重要的公共資源造成的重大損失。例如英國每年火災報警設備故障引起誤報警耗費消防人力和物力資源價值超過1900多萬英鎊。另外，誤報引起工人逃離工作崗位，使生產停止，這個損失估計會有數百萬英鎊，可見問題的嚴重性。
更沉重的代價還不是經濟上的。
美國國家標準技術研究所(NIST)高級研究工程師Richard Bukowski說，誤報警的代價是巨大的。除了經濟方面的損失包括時間浪費、燃料消耗、消防設備折舊外，恐怕有一種代價比其他代價都大，那就是誤報警使人們喪失了對火警的緊迫和危機感，例如美國空軍最近發現，飛行員收到的火警有3/4是誤報警。這倒沒什么，然而進一步調查發現有55％的真實火災沒有被探測到，原因是飛行員討厭誤報警，把探測器連線給斷開了。這對空軍來說則是個大問題。
美國從1974年立法后，家用火災探測器現已普及到93％，根據1992年美國消費產品安全委員會(CPSC)的調查，這里邊有1/5沒有電池和電池沒電，其原因是由于誤報警，使用者有意地把電池取下了，或不更換電池。1997年美國消防協會(NEPA)的一次調查結果是39％的調查對象說他們的探測器在過去一年至少誤報警過1次，但問題的嚴重性在于這其中只有7％的人認為是火災即將發生，應該立即疏散，其余的人則不相信是火災，對警報信號不予理睬。
因此有人提出，誤報警問題的重要性，不管怎么形容也不會過分。
自從火災探測器問世以來，產業界一直把誤報警作為注意力的焦點。每個探測器制造商都面臨著兩個要求，第一，他們生產的產品能及時地或者是盡快地報出真實的火災；第二，決不誤報警。但由于產生誤報警的原因非常復雜，有產品內部的，也有使用方面的，要同時達到這兩條要求往往是不可能的。即使只考慮產品方面的原因，由于技術水平的限制和價格等因素的影響，要做到完全消除誤報警同樣也是十分困難的。
盡管完全消除誤報警是不可能的，但產業界多年來努力的結果確實大大降低了誤報警率。1989年美國的一個調查顯示，誤報與真實報警的比例是15.8∶1；英國1988年公布的一個調查報告說這個比例在20∶1。自從模擬量系統出現后，局部統計數字顯示，這個比例可以下降到3∶1。
國內產品經過近些年實行強制認證制度，貫徹執行ISO9001和ISO9002標準，由產品方面引起的誤報警正在下降，有的產品據說已達到了誤報警率(1～3)×10－6的水平。
二、引起誤報警的原因
引起誤報警的原因十分復雜，大致分為7類：
1.非火災煙塵因素
——烹調油煙。據不完全統計，美國家用感煙探測器1/3誤報警是由烹調油煙引起的。在美國由于家用火災探測器普及較早 ，因此離子型感煙探測器使用非常廣泛，97％的感煙探測器為離子型的(占火災探測器總量的87％)。烹調油煙的粒徑較小，離子型感煙探測器對烹調油煙非常敏感，如果離油煙源頭距離較近(例如不足1.7米)，誤報警便會時有發生，中國如普及家用感煙探測器，由于中國烹調方法的特點，相信由烹調油煙引起的誤報警會更嚴重。
——吸煙。香煙產生的煙霧與火災煙霧在粒譜特性上十分接近，感煙探測器特別是傳統式探測器很難識別，常常引發誤報警。這種情況在國內相當多，因此國產的感煙探測器靈敏度往往做得偏低，以減少在使用中的誤報警。
——水蒸汽。由浴室來的水蒸汽是歐美家用感煙探測誤報警的另一主要原因。
——灰塵。打掃房間引起的飛塵、路面吹進來的飛塵都能引起感煙探測器誤報警。
——殺蟲劑。氣霧狀殺蟲劑和空氣清新劑可能引發誤報警。
此外，焊接作業產生的煙霧可能引發誤報警，在房間里燃燒廢紙也極易引起誤報警。
2.環境因素
——電磁環境。電磁環境對感煙探測器的影響途徑主要有三條：空中電磁波干擾、電源及其他輸入輸出線上的窄脈沖群以及人體靜電。1994年以后，要求火災探測器必須達到1993年版國家標準規定的三項電磁兼容性要求，應該指出，由于電磁環境日益惡化，產品即使通過了1993年標準，不等于實際使用中沒有任何問題了。針對這一情況，國內外一些廠商正在給自己的產品確立更高的企業標準，例如有些公司為自己的探測器設立了高達30～50V/m2GHz電磁波輻射的指標。
——氣流。氣流對離子型感煙探測器的影響是人所共知的。不過由于離子型探測器結構的改善，以及光電型探測器使用日漸廣泛，由氣流引起的誤報警正在下降。
——氣溫劇烈變化。使用空調和取暖設備的過程中，如果氣流直接吹過含感溫元件的探測器(感溫探測器及復合探測器)有可能造成誤報警。
3.產品方面的原因
(1)設計質量：容錯、容差和環境敏感度
所謂容錯，主要是指系統軟件在已知和不可預料的意外事件作用下維持正常運行的能力。
所謂容差，主要是指系統硬件成員的參數存在較大離散性時，系統性能維持不變的能力。
所謂環境敏感度，指的是系統在國家標準規定和實際使用中潛在的機械、氣候、電磁環境條件下維持穩定運行的能力。
由于國內企業規模較小，資金不夠雄厚，專業人員經驗尚不豐富等原因，因此上述三方面存在明顯的薄弱環節。
(2)制造質量
手工作業，后患令人擔憂。從焊接到調試到成品檢驗的各個環節中，大量采用手工作業，錯誤和隱患的數量大大超過自動化生產的情況。近幾年業內規模較大，實力較強的企業正逐步淘汰手工操作，對保證制造質量起了很大作用。
“三防”處理在我國南方使用環境中是重中之重。通過了國家標準規定的92％RH40℃、96小時試驗的產品不等于在我國南方地區就能穩定運行，這其中主要是一些廠家對“三防”處理沒有下功夫。應該指出國家標準的上述規定是針對一般使用條件的，如果想在南方梅雨季節高溫高濕環境下長期正常運行，產品的“三防”能力必須高于國家標準的上述規定。
物料控制離ISO9001的要求存在明顯差距，使得出廠產品在實際使用中出現誤報警或其他問題，這一現象要想徹底解決，必須做很多切實細微的工作才行。
4.人為因素
——惡作劇和“善作劇”。有人故意對著感煙探測器吸煙，或故意啟動手動報警按鈕，造成誤報警。還有時因觀察判斷有誤，善意地啟動手動報警按鈕，造成誤報警。
——不遵守使用規則。例如在禁煙區吸煙，在辦公室或客房烹調食物。
5.工程設計原因
有了好的產品，如果沒有正確的工程設計，同樣會頻頻出現誤報警。美國消防協會(NFPA)火災研究和分析部的John.R.Hall認為在采用新技術的今天，誤報警數持續上升的主要原因是工程專業人員素質不高。1992年整個美國只有50個人獲得國家工程技術認證協會(NICET)的注冊資格，雖然1998年已達4000人，但仍滿足不了需要。
——配置位置欠佳。美國由烹調引起的家用探測器誤報警主要原因是設計時探測器位置未遠離烹調油煙源頭。國內也發現在燒開水設備的部位安裝感煙探測器從而引發誤報警的事例。
——選型不當。感煙探測器在正常情況下有煙塵出現的場所不適用，如某大廈的車庫和吸煙室選用了感煙探測器，就屬于選型不當。
6.施工方面的原因
——施工過程污染。美國NFPA72 National Fire Alarm Code技術委員會主席Wayne.D.Moore認為誤報警的主要原因是安裝質量差和施工過程污染。我國國內的情況就更明顯了，有的工程野蠻到了無章可循的地步。例如某市美術展覽館建筑內部裝修與火災探測系統同時施工，系統調試時發現半數以上的探測器工作不正常，需要清洗。探測器外面的保護罩(一般做成紅色的)往往給人以錯覺，使人們認為只要套上它，建筑內部裝修就不會給探測器帶來不利影響了。其實，那種保護罩的功能主要是防止意外機械損傷和表面污染的，對防止灰塵特別是建筑裝修這種長周期的灰塵防護作用有限。
——系統接地被忽視，或接地達不到標準要求，或根本未接地，使系統易受電磁干擾。造成誤報警。
——施工質量差，線路絕緣達不到要求、接頭壓線接觸不良或布線不合理。
7.元件老化、灰塵積累和昆蟲入侵
元件老化。從可靠性考慮，同時實踐業已證明，服役期超過10年的系統由元件老化引起的毛病包括誤報警趨于增加，因此消防界有人認為探測器的壽命定為10年為宜。
灰塵積累。國外有統計說，60％的誤報警來自灰塵積累。
昆蟲入侵。根據我國國家標準，防蟲網應能防止體徑1毫米以上的昆蟲進入。實際上，在我國江淮以南地區，防蟲網最好能再密一些，否則螨蟲一類體徑小于1毫米的昆蟲極易進入，造成誤報警。日本已傾向于把防蟲網孔徑減小到0.5毫米。
通過對產生誤報警原因的分析，我們清楚地看到，要想有效地降低誤報警率，不僅研究設計部門、制造廠商要努力，而且用戶、工程設計和施工單位、技術監督部門、政府管理部門都要努力。可以說這是一項龐大的系統工程，少了任何一方的努力都不會收到理想的效果。
