使用感煙火災探測器可以最早地感受到火災的發生，感煙火災探測器是目前世界上應用較普及、數量較多的火災探測器，可以探測70%以上的火災。那么，作為新興的獨立式光電感煙火災探測報警器又有哪些優勢？應用和發展前景如何？

推廣獨立式光電感煙火災探測報警器的必要性與緊迫性

    隨著我國人民生活水平的逐步提高和個體經濟的迅猛發展，各種現代化的家用電器不斷增加，威脅到我們生命財產安全的火災事故也不斷增加，因此，居民住宅和“九小”場所的火災安全問題越來越引起人們的關注。尤其是2010年上海靜安區“11.15”高層住宅樓特大火災給人們的消防安全意識敲響了警鐘，引起了各級政府和民眾對消防工作的重視，但我國火災多發，群死群傷的狀況仍然未得到根本改變。

        根據公安部消防局的通報，2010年全國接報火災13.17萬起，死亡1108人，受傷573人，直接財產損失17.7億元。

        根據美國消防協會（NFPA）發布的“2010年美國火災損失報告”，美國消防部門2010年接警133.15萬次，火災造成3120人死亡，17720人受傷，116億美元的財產損失。其中住宅類火災占所有建筑物火災的80%，所有火災死亡人數的85%發生在家中。

        從我國和美國2010年火災統計數據分析，住宅和宿舍是火災發生數量多、死亡人員多的集中地，而廠房和倉庫火災（美國為建筑物火災）占火災金額損失的70%以上。

        我國目前實施的GB50045《高層民用建筑設計防火規范》、GB50016《建筑設計防火規范》和GB50116《火災自動報警系統設計規范》都是要求在各類大型或較大型民用建筑與工業建筑中安裝火災自動報警系統，且火災探測器主要安裝在樓梯間、走道、電梯前室等位置，而對普通民用建筑、多層民用建筑、多層商住樓、小型旅店、商店、小型娛樂場所、小型加工廠以及各類建筑的居民房間都沒有規定要求安裝火災自動報警系統。因此，在住宅和人員密集的小型場所等火災自動報警系統未覆蓋的場所，為減少火災損失和人員傷亡，推廣使用經濟適用的獨立式火災探測報警控制器是非常必要和緊迫的，而獨立式光電感煙火災探測報警器因其結構簡單、安裝簡便、報警響應迅速、成本低廉、適用場所廣、“環?！钡纫蛩兀瑧蔀槭走x產品。

獨立式光電感煙火災探測報警器的基本原理與技術標準

        煙霧是火災的早期現象，使用感煙火災探測器可以最早地感受到火災的發生，它能夠快速響應懸浮在其周圍附近大氣中的燃燒和熱解所產生的煙霧粒子，所以，感煙火災探測器是目前世界上應用較普及、數量較多的火災探測器，可以探測70%以上的火災。

        感煙火災探測器從工作原理方面分為離子型和光電型。離子感煙火災探測器對微小的煙霧粒子響應較快；光電感煙火災探測器對較大的煙霧粒子較為敏感?；馂牡某跗?，空氣中微小的煙霧粒子較多，因而離子感煙火災探測器會比光電感煙火災探測器提早報警。但因火災發生后蔓延極快，事實上離子感煙火災探測器與光電感煙火災探測器的報警時間相差不多，同時因離子感煙火災探測器存在放射源輻射會造成輕微污染，所以，現在離子感煙火災探測器應用越來越少而普遍使用光電感煙火災探測器。適合家庭和小型場所使用的獨立式光電感煙火災探測報警器應是國內實現小范圍火災探測報警的主推產品。

        獨立式光電感煙火災探測報警器包括檢測煙霧粒子的傳感器組件、進行信號處理的線路板、提供聲響指示的蜂鳴器和提供光指示的指示燈，以及供電的電池裝置等組成，如圖1所示。其工作原理如下：獨立式光電感煙火災探測報警器內置避免環境光干擾的光電迷宮作為煙霧粒子的檢測室，其中含有作為發光元件的紅外發光二極管（IR LED），作為受光元件的光電二極管，發光元件和受光元件成銳角或鈍角分布在同一平面內，受光元件平時不能接收到發光元件的光線。紅外LED間歇工作，每隔幾秒鐘工作數百微秒，以節省電池能量。在無火災發生時，紅外LED即使發射脈沖光束，受光的光電二極管因接收不到發射光而不產生光電流，檢測電路無輸出信號。在火災發生時，煙霧粒子進入光電迷宮，由于煙霧粒子對紅外LED的發射光產生散射，一些散射光被光電二極管所接收，光電二極管產生微弱的光電流，經轉換和放大電路處理后，送至MCU或專用芯片進行分析，當煙霧濃度達到設定的報警閾值時，發出報警聲響和光指示，提醒人們快速逃生或滅火。

在美國和歐洲國家，獨立式光電感煙火災探測報警器在70年代即推廣使用，現在已基本被社會所認可。同時，這些國家也對該類產品制定了相應的產品標準并不斷修訂。我國為了規范獨立式感煙火災探測報警器的生產和檢驗，參考國際標準ISO12239《獨立式感煙火災探測報警器》和美國標準UL217 《單點及互聯式感煙報警器》，于2006年頒布了中國國家標準GB20517-2006《獨立式感煙火災探測報警器》，規定了產品分類、技術要求、試驗方法和檢驗規則，并實行國家強制認證，有力地保證了在國內銷售的獨立式感煙火災探測報警器的產品質量和技術水平。

獨立式光電感煙火災探測報警器的應用

    美國消防協會的近期調查，96%的美國家庭都有至少一只獨立式感煙火災探測報警器。表1數據來自美國消防協會2011年5月發布的Home Structure FireS報告，描述了2005-2009年間美國家庭火災中安裝獨立式感煙火災探測報警器與家庭火災中人員死亡率的平均比例。

    從表1中數據可以分析出：家庭火災死亡率的62%源自沒有安裝獨立式感煙火災探測報警器或火災探測報警器沒有正常工作；安裝了感煙火災探測報警器并起作用的家庭，在發生火災時，逃生的機會比未安裝或安裝未有效工作的家庭高63%，尤其是在火災很小時，獨立式感煙火災探測報警器及時報警增加了自我滅火和逃生的機會，死亡率僅為1%。而安裝獨立式感煙火災探測報警器但未有效工作的原因主要為未安裝電池或電池失效。

    從上述數據分析可以明顯看到：獨立式光電感煙火災探測器的推廣和正確使用，有利于挽救人員生命，減少財產損失。但目前我國人們的消防安全意識還很淡薄，家庭火災的防范宣傳還不夠，國家還未出臺強制性安裝要求，消防監督不到位。所以，獨立式光電感煙火災探測報警器使用還非常少，還需要大力推廣。

    大部分發達國家或通過制定法律規定，或通過廣泛宣傳，積極推廣在居民家庭和小型企業等場所安裝獨立式火災探測報警器，提高發生火災時人員的生還幾率。根據日本、美國、加拿大等國家的經驗，需要專業機構（如消防協會、消防局等），政府部門、群眾團體（如居委會、婦聯等）和熱心人士進行廣泛地、長期地宣傳，并由國家層面出臺強制性安裝規定，推廣使用的長效機制才能得到保證。例如，美國1974年通過“聯邦消防法”，加拿大1975年通過“地方消防法”分別規定自1980年起的新建住宅到2004年止所有住宅必須依法安裝煙霧報警器（即獨立感煙火災探測報警器）；日本2003年修改“自衛消防法”規定自2006年6月1日后新建建筑必須安裝住宅用火災警報器（即獨立式火災探測報警器），2011年6月1日后老舊建筑也需要安裝，并制定了各地區的推進時間方案，成立了住宅防火對策推進協議會。日本防火協會還專門編制了宣傳畫、宣傳影視片和宣傳小冊子進行宣傳，尤其是對家庭婦女。澳大利亞也規定2007年7月1日起要求強制安裝使用獨立式感煙火災探測報警器。

        我國也已開始重視獨立式火災探測報警器的推廣，公安部消防局為貫徹落實《國務院關于進一步加強消防工作的意見》，發布了《關于推廣應用獨立式火災探測報警器等消防技術的通知》，明確提出該探測報警器主要適于安裝在現行國家消防技術規范尚未規定設置火災自動報警系統的建筑和場所，如：集體宿舍、建筑工地工棚、家庭旅館、小型餐飲場所、小型公共娛樂場所、小型商場等人員密集的建筑和場所。

        2006年以后，河南、遼寧、山東等省相繼制定了地方標準，規范獨立式感煙火災探測報警器的設計、安裝、使用。

        雖然我國在國家層面和省市層面提出了要求，但要推廣使用還存在很多困難，一些配套的法規還需要出臺。目前，制定適宜的地方法規和消防監督相結合的方法，在“九小”場所推廣使用獨立式光電感煙火災探測報警器具有更現實的可行性。

獨立式光電感煙火災探測報警器的技術發展

    獨立式光電感煙火災探測報警器在滿足國家標準GB20517要求的基礎上，我國的生產企業也不斷進行研究，推出了有一些技術特點的產品，促進了獨立式光電感煙火災探測報警器的發展，舉例如下：

環境漂移補償技術

        灰塵粒子無時無處不懸浮于空氣中，也會飄落在獨立式光電感煙火災探測報警器的光電迷宮中，使用環境中的灰塵積累會影響感煙探測的靈敏度，當積塵嚴重時，這種非火災因素的粒子也會產生誤報警。一般情況下，灰塵的累積過程是緩慢的，具有環境漂移補償功能的產品，通過不斷地定期監測環境灰塵產生的本底值，并采用智能算法自動修正報警閾值，則可以大幅度減少誤報的風險。

自診斷技術

    采用自診斷技術的產品，可以對發光回路、受光回路及其轉換電路、放大電路等進行自我檢測，當不能達到使用要求（如紅外LED或光電二極管失效，污染嚴重等）時，可以通過聲光信號進行故障報警，指示使用者進行及時更換或清潔。而普通的產品只能自檢聲光回路。

語音報警技術

    常見的獨立式光電感煙探測報警器使用蜂鳴器報警，通過不同的聲調或“嘀嘀”聲的長短組合實行火警或低電壓報警，不直觀；使用語音報警技術的產品則使用如“發生火災”，“電池電壓低”等人們的自然語言進行報警，比只具有“嘀嘀”聲報警的產品更容易理解報警的狀態，便于更快地進行處理，更適合我國國情，應在我國大力推廣。

后向光電感煙探測技術

    對于散射式光電感煙火災探測器，按照散射角的大小分為前向散射和后向散射。研究和試驗表明，采用后向光電散射技術的產品具有比前向光電散射技術的產品對四種試驗火（SH1～SH4）具有更均衡性的響應。迷宮設計良好的后向散射感煙探測的產品可以更好地避免對“黑煙”的漏報。

電話或短信報警技術

    當發生火災時，獨立式感煙火災探測報警器通過輸出控制，撥出預先設定的電話號碼或發出短信息至指定的手機進行遠程報警，可以實現人們即使不在火災現場，也能遠距離獲得報警信息。

產品互聯技術

    互聯型產品可以通過有線或無線方式相連，組成小型互聯式報警系統。如果一個獨立式感煙火災探測報警器報警，則其他所有互聯的警報器也會鳴叫，但聲響不同，以示區別?；ヂ撔彤a品實現多個房間的相互監控和互助，從而提醒人們及時滅火或及早逃生，可以更多地挽救人員的生命。

防電池漏裝技術

    具有防電池漏裝結構的產品，一旦電池取走后，獨立式火災探測報警器就無法裝入安裝底座，可以確保安裝時電池不被遺忘，這種設計對于產品的有效工作具有更重要意義，已高于國家標準GB20517“電池取走需要明顯警示標識”的要求。

輸出控制技術

    在火災報警時提供輸出控制接點的產品，可以實現報警信號的對外輸出，實現向報警裝置傳送報警信號或與其他控制設備實現聯動，如啟動排煙裝置或通風裝置或遠程報警燈等。

低功耗技術

    獨立式光電感煙火災探測報警器一般均采用極短時間的工作期和較長時間的休眠期相結合的低功耗設計，結合高能量電池的使用，可以提供5年甚至10年的電池使用壽命，減少每年更換電池產生的煩勞。

    另外，日本研究團隊還發明了一種芥末感煙報警器（Wasabi Smoke Alarm），這種靜音的報警器會發出一種芥末油的刺鼻的氣味，以便在火災或其它緊急狀況下喚醒有聽力障礙的人士。

獨立式火災探測報警器的選用與使用

    我國對消防電子產品實行市場準入認證制度，獨立式感煙火災探測報警器需要通過國家消防電子產品質量監督檢驗中心的產品檢測并獲得公安部消防產品合格評定中心頒發的CCCF認證證書，才允許在中國市場銷售。

    由于目前市場上存在的獨立式光電感煙火災探測器良莠不齊，質量性能差異較大，價格也高低不一，尤其是市場上充斥一些未通過國家認證的山寨產品，價格及其低廉，質量無保障。因此，對于保證生命安全的產品，用戶在選用時絕不能貪圖便宜，將價格作為選擇產品的唯一因素，也絕不要購買無認證的產品作為應付消防監督檢查的手段，以免在發生火災的關鍵時候不能及時發揮應有的報警效能，造成人員傷亡和財產損失。

用戶在選用產品時，應考慮以下幾點：

    產品的合法性。如前所述，國家對獨立式火災探測報警器執行強制認證制度，產品全性能檢驗和認證檢驗均合格，且企業生產和管理環節符合認證規則的產品，才能獲得公安部消防產品合格評定中心頒發的CCCF認證證書，同時，企業須每年進行一次證后監督檢驗合格后，才能確保證書得到有效維持。用戶可通過公安部消防產品合格評定中心網站（www.cccf.net.cn）或中國消防產品信息網（www.cccf.com.cn）  查詢獲得CCCF認證且證書在有效期內的產品，這些具有合法性的產品，產品質量是可以得到保證的。

    供應商的實力。供應商具有消防電子產品較長生產歷史，具有較大生產規模的廠家，其產品出廠前須通過專門設備檢驗，產品質量和售后服務更容易得到保證。一些由小廠或作坊生產的價格低廉的產品，組裝完畢即發貨銷售，出廠前不進行任何專業檢驗，筆者對其質量甚為憂慮，尤其擔心在發生火災時它不能報警或不能及時報警，造成不必要的人員傷亡和財產損失。

合理的產品數量

    獨立式火災探測報警器的技術指標中均標示有保護面積，一般為40-60平方米左右。因此，用戶在選用時應根據房間的結構和布局選用合適數量的產品。美國消防協會等機構建議在房間的各個樓層，臥室及睡眠區以外（如客廳、走廊、樓梯間）安裝獨立式感煙火災探測報警器。我國的“九小”場所和“三合一”場所，應參照國家消防規范的要求設置獨立式光電感煙火災探測報警器，且設置數量應滿足被保護區域的安全要求。

合適的產品

    滿足國家標準GB20517的獨立式感煙火災探測報警器，由于產品的設計方案不同，產品的性能和功能也存在一定的差異，在滿足需求和預算的情況下，應選用具有一定技術先進性的產品。從性能方面看，建議優先選用使用MCU芯片的產品，具有環境漂移補償功能的產品，具有自診斷報警功能的產品，對試驗火具有均衡響應的后向散射技術的產品；從功能方面看，建議優先選用語音報警型產品，具有電池漏裝防護結構的產品，無線報警型產品，具有輸出接點的產品（必要時），具有互聯功能的產品；從使用上看，建議優選外觀美觀，用料結實的產品，電池使用壽命長的產品。

獨立式光電感煙火災探測報警器的使用注意事項

要使獨立式光電感煙火災探測報警器發揮作用，還必須注意以下事項：

選擇合理的安裝位置

    獨立式光電感煙火災探測報警器的安裝位置對使用效果有較大影響，一般應考慮房間的幾何形狀，面積大小和高度，房間內的氣體流動方向等因素。以下為安裝建議：獨立式光電感煙火災探測報警器應安裝于房間頂部，并宜居中；至墻壁、梁邊的水平距離不應小于0.5m且其周圍0.5m內不應有遮擋物；至風扇、空調送風口、窗口邊的水平距離不應小于1.5m等。下列環境則不適宜安裝獨立式光電感煙火災探測報警器，如：可能會產生蒸汽和油霧的場所，如廚房等；有水霧滯留的場所，如浴室等；有大量粉塵的場所；正常情況下有煙滯留的場所。

定期進行檢查和維護

    要保證獨立式光電感煙火災探測報警器發生效能，需要進行定期檢查和維護。一般來說，使用者應每月至少測試一次。可按下獨立式感煙火災探測報警器上的“測試”按鍵進行檢測或使用專業發煙裝置進行檢測，不提倡用真的煙火進行檢測，因為臥室或倉庫等一般存在大量的可燃物，明火很容易導致意外火災的發生。

    獨立式光電感煙火災探測報警器的防蟲網可以防止小蟲子和較大顆粒的塵土進入光電迷宮，但微小的灰塵進入迷宮不可避免，大量的灰塵累積可導致發射光線的散射而增加誤報的風險；灰塵累積到防蟲網則將延緩空氣的流動，影響煙霧的進入而增加漏報的風險；因此，定期清潔很有必要。在不拆卸獨立式光電感煙火災探測報警器的情況下，可以用電吹風機吹走灰塵或用吸塵器吸走灰塵。如果能對其拆卸進行內部除塵，則效果更佳。一般每年應進行一次清潔。

及時更換電池

    按照GB20517的要求，獨立式感煙火災探測報警器的電池應至少可以使用一年。但如果經常測試或報警，則電池使用時間會縮短。當其發出低電壓報警時，一般會每隔一分鐘發出提示音（具體產品參見其使用說明書），此時則應及時更換電池。尤其需要注意的是，在取出電池后別忘記安裝新電池回去，否則將導致獨立式感煙火災探測報警器不能工作。

    根據美國消防協會發布的Smoke Alarms in U.S. Home Fires報告[6]，在2003～2006統計的家庭火災中，安裝有獨立式感煙火災探測報警器但未有效作用的原因主要為未供電，其中電池缺失或電池未連接占53%，電池無效或不能提供電能占22%。

    使用高能量電池或鋰電池，可以減少更換電池的頻率，如3年或5年更換一次，但這些電池的成本會相應較高。

正確理解誤報與漏報

    誤報是指受保護范圍內實際上沒有發生火災，但獨立式感煙火災探測報警器發出了火災報警信號。

    漏報是指受保護范圍內實際發生火災，但獨立式感煙火災探測報警器并沒有發出火災報警信號。漏報比誤報危害更大，它將貽誤滅火和逃生的時間而造成人員和財產損失。

    解決獨立式光電感煙火災探測報警器的誤報和漏報，是一個需要永遠研究的課題，隨著電子技術的發展，通過不同智能火災算法的應用，現在的產品誤報率和漏報率已比十年前大幅度減少。通過對光電感煙探測原理的認識，可以正確地理解誤報和漏報現象，并在實際生活中正確地使用產品，避免出現因誤報而遺棄獨立式光電感煙火災探測報警器不用，而在真正火災發生時造成悲劇的現象。

    如前所述，光電感煙火災探測報警器只要煙霧濃度到達預設的報警閾值時，就會實現火災的聲光報警，提醒人們滅火和/或逃生。

常見的誤報原因有：

  安裝在廚房導致的誤報：一般來說，烹飪產生的煙霧是極微小的煙霧粒子，大量的煙霧粒子的累積或油煙也會導致受光元件接受的散射光線增加，累積過多將導致發出報警信號。所以，不建議在廚房安裝獨立式光電感煙火災探測報警器。如果必須安裝，也要保持與灶具具有一定的距離，并經常清潔該報警器。

    灰塵、水蒸汽滯留導致的誤報：水蒸汽進入光電迷宮在氣溫較低時可能凝結為液態小顆粒，類似為煙霧顆粒，灰塵也有類似煙霧粒子的特性，一旦滯留量達到報警條件，也會產生報警。所以，在存在大量灰塵或水蒸汽的場所，也不宜安裝獨立式光電感煙火災探測報警器。

    抽煙導致的誤報：一般情況下，抽煙不會產生誤報現象，除非有很多抽煙者在同一房間抽煙導致煙霧非常濃，如果達到了報警條件也會產生報警。抽煙也是導致火災的重要因素，因此，在一些人員密集區域（如：卡拉OK包房、網吧等娛樂場所）應禁止抽煙或嚴格控制抽煙。

常見的漏報原因有：

    安裝因素導致的漏報：獨立式感煙火災探測報警器保護面積過大，安裝高度過高受熱屏障影響，安裝在風口（如空調送風口，對流窗口等）等氣流速度過大的位置，所安裝位置周圍有遮擋物等情形，可能導致發生火災時煙霧粒子不能有效地聚積，濃度達不到報警的條件而導致漏報。

    環境因素導致的漏報：由于長期積塵導致防蟲網阻塞，煙霧不能進入迷宮而達不到報警條件導致漏報。

    產品老化導致的漏報：由于光電器件長時間運行導致性能下降，從而使產品靈敏度降低，在火災不大的情況下發生漏報。

    無電池導致的漏報：由于產品持續的低電壓報警信號導致使用者取走電池，使該報警器不能正常工作，因而發生漏報。據美國消防協會的統計，家庭火災中獨立式感煙火災探測報警器未發生效能的原因中，電池原因比例高達75%，遠高于未清潔原因的4%和產品缺陷原因的3%。

    雖然人們常把誤報和漏報歸結于產品質量問題，但據不完全統計，70%的誤報和漏報與產品的安裝、使用、維護相關，因此，按照要求進行定期的產品檢測和維護是必要的，也是必須的。具體要求和分析如前所述。

    適時更換獨立式感煙火災探測報警器：獨立式感煙火災探測報警器不是只有在發生火災有煙霧的時候才會工作，實際上，它時時刻刻都在監控空氣中煙霧粒子濃度的變化，處于365×24小時的工作狀態。如同所有的電子產品一樣，隨著時間的推移，元器件的性能會下降，火災報警靈敏度也會降低，該類產品也有一定的使用壽命。根據國外研究機構的建議，為安全計，一般每隔8～10年應更換獨立式感煙火災探測報警器，即使它還能實現報警功能。

結束語

    正確認識獨立式感煙火災探測報警器的作用和必要性，是使其推廣應用的基礎。在我國，需要地方政府引導、消防專業機構指導、社會團體廣泛宣傳、 消防監督檢查相結合，以人員密集的小型場所強制安裝為突破口，逐步推廣，相信可以大幅度挽救人們的生命，減少財產損失。