煙検知の重要性

スマート・ビルディング技術は、静的なビルをインテリジェント・ビルとして知られる能動的かつ効率的な存在に転換するためのものへと進化しつつあります。その転換を支えるには、維持費や管理費を低減するための技術が必要です。環境に優しいビル、ゼロ・エミッション、CO2の排出量の削減といったメガトレンドを推進するには、ビル内で監視/制御を行うためのより多くのモダリティが必要になります。そうしたソリューションの適用は、ビル内で勤務する人々の快適性と生産性を高めることにつながります。また、ビルの安全性を高めるための計測/制御もより一層重要になります。このような動きは、ますます厳しくなる規制によって推進されています。

安全性を高めるための解決策である煙の検知には、人命の救助という重大な目的があります。

煙の検知に関連する市場は、主に以下のような理由に基づいて革新を続けています。

  • 産業用ビルの増加:国際エネルギー機関(IEA:International Energy Agency)は、世界中のビルの床面積は年に約3%の割合で増加すると予測しています。その要因としては、発展途上国で都市化が進み、エネルギーが利用しやすくなっていることが挙げられます。
  • ビルにおける合成素材の利用の増加

煙の検知に関する規制は、人命に関連するものなので非常に重要です。煙を検知するシステムが誤作動したことによって避難行動が発生してしまうと、業務が無駄に中断されたり、パニックが引き起こされたりする可能性があります。特に最近のビルは、膨大な数の人を収容するように設計されます。例えば、ワシントン州にあるBoeingのエバレット工場は、約4万人を収容できるように設計されました。厨房では、調理を行う際に湯気や蒸気が生じます。つまり、厨房はまさに煙検知器が誤作動する可能性がある場所です。ただ、警報がうるさいからといって、煙検知器をオフにしておくことは許されません。また、本当に緊急事態が発生した場合に、ビル内の人の避難に許される時間も短くなっています。合成素材は無炎状態で燃焼し、その煙によって短時間で人命が奪われる可能性があるからです(図1)。

  • 煙検知

    図1. 正確な煙の検知の重要性を示すデータ

火災に関する新しい規制では、誤作動を最小限に抑えつつ、実際に火災が発生した場合には、より迅速に警報を発することを求めています。本稿では、いくつかの国際規格(すでに規定されているものと、今後策定が予定されているもの)を紹介すると共に、煙を検知する技術と市場におけるその意味について解説します。

煙検知システムに利用されている主な技術としては、以下の2つが挙げられます。

イオン化式の煙検知器

2枚の帯電板に挟まれた少量の放射性物質を利用する方式であり、空気をイオン化して電流を流します。煙がチャンバに入ると、電流値が低下して警告/警報機能が作動します。この方式では、初期段階の火災を必ず検知できるとは限りません。そのため、欧州の一部の国と米国では、イオン化式の検知器の使用は禁止されています。

光電式の煙検知器

光を利用して煙を検知する光検出チャンバをベースとする方式です。煙が存在する場合、LED光が屈折して光検出器に入射します。光検出器に光線が当たると、警報機能が作動します。

国際規格の概要

煙の検知については、5つの主要な国際規格が存在します。認証を得るための要件は、それぞれに異なります。煙を検知するためのシステムは、完全な試験を行わなければ最終製品とはなりません。ただ、サブシステムのレベルで実施できる煙検知技術の試験も存在します。それは、正式な認証に採用され得るものではありません。しかし、コストのかかる最終システムの認証を実施する前に、一定の水準を満たしていることを確認するという意味では効果があります。

以下、5つの国際規格の概要を示します。

米国とカナダ

  • UL 268:火災警報システム用の煙検知器
  • UL 217:煙警報器

これらの規格には、ポリウレタン・フォームの有炎/無炎燃焼試験と、調理時に発生する煙による誤作動の試験(ハンバーガー試験)が追加されています。

欧州

  • EN 14604:煙警報器(2006年)
  • BS EN 54:火災検知システム、火災警報システム(2015年)
    • Part 29:複数のセンサーを使用する火災検知器。煙センサーと熱センサーを組み合わせたポイント型検知器など。

国際

  • ISO 7240:火災検知システム、火災警報システム(2018年)
    • Part 7:散乱光、透過光、イオン化を利用したポイント型検知器
  • 中国のポイント型検知器向け規格:ISO 7240の2003年版に基づいています。

UL 268とUL 217は、米国とカナダの規制を網羅しています。事実上、有炎燃焼するポリウレタン製フォーム・パッドからの煙の規定濃度と、焦げたハンバーガーからの煙の規定濃度を区別する技術(とアルゴリズム)が必要になります。カナダの規制では、煙試験用に異なるチャンバの設定が求められます。これら以外に、EN 14604、BS EN 54、ISO 7240という3つの規格があります。EN 14604は、2006年に発行された欧州の規格です。BS EN 54は、2015年に発行された欧州の規格EN 54の英国版であり、そのPart 29に煙の検知に関する規定が存在します。ISO 7240は、2018年に発行された国際標準規格で、Part 7が煙に関連しています。中国のポイント型検知器に関する現行の規格は、ISO 7240の2003年版に基づいています。