张晓蕾

2019年，某船舶在港口国检查时被指出舱室内某型点型光电感烟探测器安装间距11.5m超出FSS Code《国际消防安全系统规则》探测器安装距离要求0.5m问题。那么，探测器当下安装距离是否能够保证其火灾报警特性呢？本文通过研究探测器工作原理，结合当前探测器通用标准和灵敏度性能参数，试做推断。

点型光电感烟探测器工作原理

点型光电感烟探测器是利用火灾烟雾对光产生吸收和散射作用来探测火灾的一种装置，主要由发光元件和受光元件两部分组成，如图1所示。

正常由发光元件发出的光通过透镜射到光敏元件上。发生火灾时，烟雾进入光电室，发光元件发出的光线被烟粒子散射，使得处于一定夹角位置的收光元件(光敏元件)的阻抗发生变化，产生光电流。此光电流的大小与散射光强弱有关，并且由烟粒子的浓度和粒径大小及着色与否来决定。当烟粒子浓度达到一定值时，散射光的能量就足以产生一定大小的激励用光电流，可以用于激励遮光暗室外部的信号处理电路发出火灾报警信号。探测器安装距离变大如何影响探测器的报警功能

探测器安装间距变大，必然会在一定程度上降低进入探测器的烟雾浓度。进入到探测器的烟雾浓度降低，散射光就会变弱，激励光电流也会变小，如果探测器不够灵敏，极有可能无法触发火灾报警。因此探测器的灵敏度能否满足当下安装距离的要求是问题的症结所在。

感烟探测器的灵敏度

从定义上讲，灵敏度是探测器对单位有效输入量的敏感程度。灵敏度作为探测器的基本属性，与时间无关，具有时不变性，但通常是入射粒子能量的函数。

影响光电感烟探测器灵敏度的因素有：光电接收器输出信号，光源辐射功率和波长，烟雾粒子的浓度、粒径，散射角、散射体积以及光敏元件受光面积。一旦选定了光学器件和确定光迷宫结构，报警信号强度只与烟雾粒子浓度和粒径有关。

火灾探测器的灵敏度可以通过试验进行验证，以检验其在模拟真实火灾环境下的响应性能。目前，世界上公认的感烟探测器灵敏度试验标准，具有代表性的主要有欧洲的EN54-7、美国的UL268、日本的消防法,中国的GB4715（基本等同于EN54）。

图1 点型光电感烟探测器原理

表1 EN54-9中感烟探测器灵敏度试验内容

表2 灵敏度等级

图2 灵敏度等级划分图

FSS Code对于火灾报警探测器的相关要求源于EN54，该探测器由国内生产厂家制造，满足GB4715的要求。本文整理了EN54和GB4715中光电感烟探测器灵敏度试验要求。

EN54-9：1984（2005年 纳 入EN54-7）中对光电感烟探测器的灵敏度试验要求如表1所示，对4只感烟探测器，依次按TF1-TF6的6种试验火进行点火。试验期间应随时测量△T,m,y等火灾参数。要求每只探测器在每一种试验火结束前均应发出火灾报警信号。根据4只探测器在6种试验火中的表现，确定其灵敏度等级A、B、C和N (不动作)，灵敏度等级划分见表2和图2。除TF1和TF6试验火之外，在其他4种模拟试验火中探测器灵敏度等级必须在C级范围内，满足该要求的探测器才可视为灵敏度测试通过。GB4715-2005《点型感烟探测器》中灵敏度测试方法与EN54中完全一致。

感烟探测器安装距离要求

EN54-14《Fire detection and alarm systems-part14:Guidelines for planning, design，installation,commissioning, use and maintenance》中点型感烟探测器安装距离要求如表3所示，天花板高度h<11m时，探测器最大中心距为15m。

GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》作为设计人员确定火灾自动报警系统中探测器安装数量与布局的主要依据，在特定的实验条件下，通过4种典型试验火试验提供的数据，参照国外规范制定了表5中感烟探测器的保护面积和保护半径。凡符合GB4715:2005标准的感烟探测器，其保护面积和保护半径同样符合表4规定。

探测器安装间距，应根据探测器的保护国积A和保护半径R确定，且不超过图E探测器安装间距的极限曲线。其中D5、4D7-D11(含D9)曲线适宜于保护面积A=60m2、80m2、100m2、120m2，保护半径R=5.8m、6.7m、7.2m、8.0m、9.0m和9.9m感烟探测器。

表3 点型感烟探测器保护半径和天花板高度限制

表4 GB50116-2013中感烟探测器的保护面积和保护半径

图E 探测器安装间距的极限曲线

表5 灵敏度型式试验结果

可行性分析

该船点型光电感烟探测器灵敏度测试作为型式试验项目在初次认可时已按照EN54-7（GB4715-2005）的相关要求进行试验，并确认该型号探测器灵敏度等级为C级，满足标准要求，型式试验结果如表5。

通过研究点型光电感烟探测器工作原理、灵敏度测试标准，EN54-14和GB50116中探测器安装距离要求，分析安装距离对感烟探测器火灾报警的影响，从以下几点给出本次事件中探测器安装距离有效的可行性理论依据。

（1）该型感烟探测器按照GB4715标准（等同EN54-7）生产，满足GB4715标准的感烟探测器即符合GB50116中探测器中心距（其中最小值11.6m大于11.5m）；

（2）该型感烟探测器按照EN54-7标准进行型式试验，适用EN54-14中探测器最大安装中心距15m；

（3）根据舱室火灾探测器的安装数量，利用探测器安装距离a、b与保护面积A和最大中心距（2R）的关系a*b=A和a2+b2=R2，结合探测器安装距离极限曲线，也可以优化探测器的安装位置，保证每个探测器的保护作用发挥充分。

由以上分析可知，该船光电感烟探测器的灵敏度满足要求，且安装距离在极限曲线（图E）范围内，符合EN54和GB50116的安装距离要求，不影响探测器的火灾报警功能。

如上，在无法获取直接试验数据的情况下，从探测器工作原理角度分析安装间距变大如何影响探测器火灾报警功能，找到放宽安装距离的切入点。研究了EN54和GB4715中探测器灵敏度试验方法及等级要求、国际和国内公认标准中探测器安装要求，结合实际产品型式试验灵敏度测试结果，通过横向对比的方式，找出放宽安装距离的切入点，整理出放宽船用光电感烟探测器安装距离可能的理论依据。同时也为船舶消防设备的优化布置提供了新的视角和思路。