2015年安全工程師考試《案例分析》考點:火災(zāi)探測器的誤報警成因探討

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　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》及其他標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，對不同的建筑物，應(yīng)根據(jù)其相應(yīng)防火類別，確定火災(zāi)自動報警系統(tǒng)火災(zāi)探測器的設(shè)置范圍及選用探測器的種類?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)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(zāi)探測器的誤報警成因進(jìn)行一些探討。

　　一、誤報警及其現(xiàn)狀

　　根據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)，誤報警的定義為：實際上沒有發(fā)生火災(zāi)，而火災(zāi)報警裝置發(fā)出了火災(zāi)報警信號。而根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，誤報警的定義是所報之火災(zāi)現(xiàn)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(jié)合起來理解，不管是探測器方面的原因也好，環(huán)境原因也好，人為因素也好，其他原因也好，只要無火災(zāi)存在卻報了火災(zāi)信號，都叫誤報警。

　　而誤報警率則是火災(zāi)報警系統(tǒng)中各裝置在規(guī)定使用條件和期限內(nèi)發(fā)生誤報警的次數(shù)。通常以百萬小時的誤報警次數(shù)表示：誤報警率=誤報警次數(shù)/百萬小時(106小時)

　　人們十分關(guān)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(zāi)報警設(shè)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(chǎn)停止，這個損失估計會有數(shù)百萬英鎊，可見問題的嚴(yán)重性。

　　更沉重的代價還不是經(jīng)濟(jì)上的。

　　美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)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(jīng)濟(jì)方面的損失包括時間浪費、燃料消耗、消防設(shè)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(jī)感，例如美國空軍最近發(fā)現(xiàn)，飛行員收到的火警有3/4是誤報警。這倒沒什么，然而進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)有55%的真實火災(zāi)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(zāi)探測器現(xiàn)已普及到 93%，根據(jù)1992年美國消費產(chǎn)品安全委員會(CPSC)的調(diào)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(xié)會(NEPA)的一次調(diào)查結(jié)果是39%的調(diào)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(yán)重性在于這其中只有7%的人認(rèn)為是火災(zāi)即將發(fā)生，應(yīng)該立即疏散，其余的人則不相信是火災(zāi)，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(zāi)探測器問世以來，產(chǎn)業(yè)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(chǎn)的產(chǎn)品能及時地或者是盡快地報出真實的火災(zāi);第二，決不誤報警。但由于產(chǎn)生誤報警的原因非常復(fù)雜，有產(chǎn)品內(nèi)部的，也有使用方面的，要同時達(dá)到這兩條要求往往是不可能的。即使只考慮產(chǎn)品方面的原因，由于技術(shù)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(chǎn)業(yè)界多年來努力的結(jié)果確實大大降低了誤報警率。1989年美國的一個調(diào)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(diào)查報告說這個比例在 20∶1。自從模擬量系統(tǒng)出現(xiàn)后，局部統(tǒng)計數(shù)字顯示，這個比例可以下降到3∶1。

　　國內(nèi)產(chǎn)品經(jīng)過近些年實行強(qiáng)制認(rèn)證制度，貫徹執(zhí)行ISO9001和ISO9002標(biāo)準(zhǔn)，由產(chǎn)品方面引起的誤報警正在下降，有的產(chǎn)品據(jù)說已達(dá)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(fù)雜，大致分為7類：

　　1.非火災(zāi)煙塵因素

　　――烹調(diào)油煙。據(jù)不完全統(tǒng)計，美國家用感煙探測器1/3誤報警是由烹調(diào)油煙引起的。在美國由于家用火災(zāi)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(zāi)探測器總量的87%)。烹調(diào)油煙的粒徑較小，離子型感煙探測器對烹調(diào)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(fā)生，中國如普及家用感煙探測器，由于中國烹調(diào)方法的特點，相信由烹調(diào)油煙引起的誤報警會更嚴(yán)重。

　　――吸煙。香煙產(chǎn)生的煙霧與火災(zāi)煙霧在粒譜特性上十分接近，感煙探測器特別是傳統(tǒng)式探測器很難識別，常常引發(fā)誤報警。這種情況在國內(nèi)相當(dāng)多，因此國產(chǎn)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(jìn)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(fā)誤報警。

　　此外，焊接作業(yè)產(chǎn)生的煙霧可能引發(fā)誤報警，在房間里燃燒廢紙也極易引起誤報警。

　　2.環(huán)境因素

　　――電磁環(huán)境。電磁環(huán)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(zāi)探測器必須達(dá)到1993年版國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三項電磁兼容性要求，應(yīng)該指出，由于電磁環(huán)境日益惡化，產(chǎn)品即使通過了1993年標(biāo)準(zhǔn)，不等于實際使用中沒有任何問題了。針對這一情況，國內(nèi)外一些廠商正在給自己的產(chǎn)品確立更高的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如有些公司為自己的探測器設(shè)立了高達(dá)30～50V/m2GHz電磁波輻射的指標(biāo)。

　　――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(jié)構(gòu)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(diào)和取暖設(shè)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(fù)合探測器)有可能造成誤報警。

　　3.產(chǎn)品方面的原因

　　(1)設(shè)計質(zhì)量：容錯、容差和環(huán)境敏感度

　　所謂容錯，主要是指系統(tǒng)軟件在已知和不可預(yù)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(tǒng)硬件成員的參數(shù)存在較大離散性時，系統(tǒng)性能維持不變的能力。

　　所謂環(huán)境敏感度，指的是系統(tǒng)在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和實際使用中潛在的機(jī)械、氣候、電磁環(huán)境條件下維持穩(wěn)定運行的能力。

　　由于國內(nèi)企業(yè)規(guī)模較小，資金不夠雄厚，專業(yè)人員經(jīng)驗尚不豐富等原因，因此上述三方面存在明顯的薄弱環(huán)節(jié)。

　　(2)制造質(zhì)量

　　手工作業(yè)，后患令人擔(dān)憂。從焊接到調(diào)試到成品檢驗的各個環(huán)節(jié)中，大量采用手工作業(yè)，錯誤和隱患的數(shù)量大大超過自動化生產(chǎn)的情況。近幾年業(yè)內(nèi)規(guī)模較大，實力較強(qiáng)的企業(yè)正逐步淘汰手工操作，對保證制造質(zhì)量起了很大作用。

　　“三防”處理在我國南方使用環(huán)境中是重中之重。通過了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的92%RH40℃、96小時試驗的產(chǎn)品不等于在我國南方地區(qū)就能穩(wěn)定運行，這其中主要是一些廠家對“三防”處理沒有下功夫。應(yīng)該指出國家標(biāo)準(zhǔn)的上述規(guī)定是針對一般使用條件的，如果想在南方梅雨季節(jié)高溫高濕環(huán)境下長期正常運行，產(chǎn)品的“三防”能力必須高于國家標(biāo)準(zhǔn)的上述規(guī)定。

　　物料控制離ISO9001的要求存在明顯差距，使得出廠產(chǎn)品在實際使用中出現(xiàn)誤報警或其他問題，這一現(xiàn)象要想徹底解決，必須做很多切實細(xì)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(guī)則。例如在禁煙區(qū)吸煙，在辦公室或客房烹調(diào)食物。

　　5.工程設(shè)計原因

　　有了好的產(chǎn)品，如果沒有正確的工程設(shè)計，同樣會頻頻出現(xiàn)誤報警。美國消防協(xié)會(NFPA)火災(zāi)研究和分析部的John.R.Hall認(rèn)為在采用新技術(shù)的今天，誤報警數(shù)持續(xù)上升的主要原因是工程專業(yè)人員素質(zhì)不高。1992年整個美國只有50個人獲得國家工程技術(shù)認(rèn)證協(xié)會(NICET)的注冊資格，雖然 1998年已達(dá)4000人，但仍滿足不了需要。

　　――配置位置欠佳。美國由烹調(diào)引起的家用探測器誤報警主要原因是設(shè)計時探測器位置未遠(yuǎn)離烹調(diào)油煙源頭。國內(nèi)也發(fā)現(xiàn)在燒開水設(shè)備的部位安裝感煙探測器從而引發(fā)誤報警的事例。

　　――選型不當(dāng)。感煙探測器在正常情況下有煙塵出現(xiàn)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(dāng)。

　　6.施工方面的原因

　　――施工過程污染。美國NFPA72　National　Fire　Alarm　Code技術(shù)委員會主席Wayne.D.Moore認(rèn)為誤報警的主要原因是安裝質(zhì)量差和施工過程污染。我國國內(nèi)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(shù)展覽館建筑內(nèi)部裝修與火災(zāi)探測系統(tǒng)同時施工，系統(tǒng)調(diào)試時發(fā)現(xiàn)半數(shù)以上的探測器工作不正常，需要清洗。探測器外面的保護(hù)罩(一般做成紅色的)往往給人以錯覺，使人們認(rèn)為只要套上它，建筑內(nèi)部裝修就不會給探測器帶來不利影響了。其實，那種保護(hù)罩的功能主要是防止意外機(jī)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(hù)作用有限。

　　――系統(tǒng)接地被忽視，或接地達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，或根本未接地，使系統(tǒng)易受電磁干擾。造成誤報警。

　　――施工質(zhì)量差，線路絕緣達(dá)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(yè)已證明，服役期超過10年的系統(tǒng)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(rèn)為探測器的壽命定為10年為宜。

　　灰塵積累。國外有統(tǒng)計說，60%的誤報警來自灰塵積累。

　　昆蟲入侵。根據(jù)我國國家標(biāo)準(zhǔn)，防蟲網(wǎng)應(yīng)能防止體徑1毫米以上的昆蟲進(jìn)入。實際上，在我國江淮以南地區(qū)，防蟲網(wǎng)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(jìn)入，造成誤報警。日本已傾向于把防蟲網(wǎng)孔徑減小到0.5毫米。

　　通過對產(chǎn)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(shè)計部門、制造廠商要努力，而且用戶、工程設(shè)計和施工單位、技術(shù)監(jiān)督部門、政府管理部門都要努力?？梢哉f這是一項龐大的系統(tǒng)工程，少了任何一方的努力都不會收到理想的效果。