煙探知器
天井に設置された煙探知器

煙探知器は、通常は火災の兆候として煙を感知する装置です。煙探知器/警報器は、通常、直径約 125 ミリメートル (5 インチ)、厚さ約 25 ミリメートル (1 インチ) の円盤状のプラスチック製の筐体に収められていますが、形状とサイズはさまざまです。煙は、光学的 (光電式) または物理的プロセス (イオン化式) のいずれかで検出できます。探知器は、いずれか 1 つまたは両方の感知方法を使用します。感度の高い探知器は、喫煙が禁止されている区域での喫煙を感知し、抑止するために使用できます。大規模な商業ビルや工業ビルの煙探知器は、通常、中央火災警報システムに接続されています。

家庭用煙感知器（煙探知器とも呼ばれます）は、通常、感知器単体、または複数の感知器が相互接続されている場合、複数の感知器から可聴または可視の警報を発します。家庭用煙感知器には、電池駆動の個別ユニットから、電池バックアップ付きの複数ユニットが相互接続されたものまで、様々な種類があります。相互接続されたユニットでは、いずれかのユニットが煙を検知すると、すべてのユニットが警報を発します。これは、家庭用電源が切れた場合でも発生します。

住宅用煙感知器は通常、9ボルトの電池または商用電源で動作します。一部の煙感知器は、停電時に備えて電池を予備電源として利用し、電池と商用電源の両方を使用します。業務用煙感知器は、火災警報システムの一部として、火災警報制御盤に信号を発信します。通常、業務用煙感知器単体では警報は発せられませんが、サウンダーを内蔵しているものもあります。

住宅火災による死亡リスクは、煙探知器が設置されている住宅では半減します。米国防火協会（National Fire Protection Association）の報告によると、煙探知器が設置されている住宅では火災100件あたりの死亡者数が0.53人であるのに対し、設置されていない住宅では1.18人でした（2009～2013年）。[ 1 ]煙探知器は建物内のあらゆる場所に設置できるわけではありません。例えば、住宅のキッチンでは熱探知器の方が適しています。

歴史

最初の自動電気火災警報器は、1890年にトーマス・エジソンの仲間のフランシス・ロビンス・アプトンによって特許を取得しました。[ 2 ] [ 3 ] 1902年にジョージ・アンドリュー・ダービーがイギリスのバーミンガムでヨーロッパ初の電気熱検知器の特許を取得しました。[ 4 ] [ 5 ] 1930年代後半、スイスの物理学者ウォルター・イェーガーは、毒ガス用のセンサーを発明しようとしました。[ 6 ]彼は、センサーに入るガスがイオン化した空気分子と結合し、それによって機器の回路の電流が変化すると予想しました。[ 6 ]しかし、彼の装置は、低濃度のガスではセンサーの導電性に影響を与えなかったため、目的を達成できませんでした。[ 6 ]イライラしたイェーガーはタバコに火をつけ、機器のメーターが電流の低下を記録していることに気づいて驚きました。[ 7 [ 7 ]イェーガーの実験は、現代の煙探知器への道を開いた開発の一つであった。[ 7 ] 1939年、スイスの物理学者エルンスト・マイリは、鉱山内の可燃性ガスを検知できる電離箱装置を考案した。[ 8 ]彼はまた、検知機構によって生成された小さな信号を警報を鳴らすのに十分な強さに増幅できる冷陰極管も発明した。 [ 8 ]

1951年、イオン化煙検知器が米国で初めて販売されました。その後数年間は、大型で高価なため、大規模な商業施設や工業施設でのみ使用されました。[ 8 ] 1955年には、高温を検知する家庭用の簡易型「火災検知器」が開発されました。 [ 9 ] [ 10 ] 1963年、米国原子力委員会（USAEC）は、放射性物質を使用する煙検知器の販売許可を初めて付与しました。[ 6 ] 1965年、デュアン・D・ピアソールとスタンレー・ベネット・ピーターソンによって、家庭用として初めて低価格の煙検知器が開発されました。これは、個別に交換可能な電池駆動のユニットで、簡単に設置できました。[ 11 ] [ 12 ]「SmokeGard 700」[ 13 ]は、蜂の巣型で耐火性があり、スチール製でした。[ 14 ]同社は1975年にこれらのユニットの量産を開始しました。[ 7 ] 1960年代の研究では、煙検知器は熱検知器よりもはるかに早く火災に反応することが判明しました。[ 10 ]

最初のシングルステーション煙検知器は1970年に発明され、翌年に発売されました。[ 10 ]これは9ボルト電池1個で駆動するイオン化検知器でした。[ 10 ]価格は約125米ドル（2024年の1,012米ドルに相当）で、年間数十万台のペースで販売されました。[ 8 ] 1971年から1976年の間には、冷陰極管から固体電子機器への置き換えなど、煙検知器技術のいくつかの進歩がありました。これにより、検知器のコストとサイズが大幅に削減され、電池寿命の監視が可能になりました。[ 8 ]特殊な電池を必要とした以前の警報ホーンは、よりエネルギー効率が高く、広く入手可能な電池を使用できるホーンに置き換えられました。[ 8 ]これらの検知器はより少量の放射性物質でも機能する可能性があり、感知室と煙検知器の筐体は動作をより効率的にするために再設計されました。[ 8 ]充電式電池は、検出器を包むプラスチック製のシェルと一緒に、 2本の単3電池に置き換えられることが多かった。

光電式煙感知器は、エレクトロ・シグナル・ラボのドナルド・スティールとロバート・エマークによって発明され、1972年に特許を取得しました。[ 15 ] 10年間作動するリチウム電池駆動の煙感知器は、数年後の1995年に導入されました。[ 10 ]

デザイン

煙は光電センサーまたはイオン化プロセスを用いて検知できます。煙のない火災は二酸化炭素を検知することで検知できます。不完全燃焼は一酸化炭素を検知することで検知できます。

光電式

カバーを取り外した光学式煙感知器。上部の弧を描くように角度のついたプラスチックは光バッフルです。
光学式煙検知器
  1. 光学チャンバー
  2. カバー
  3. ケース成形
  4. フォトダイオード（変換器）
  5. 赤外線LED

光電式または光学式煙検知器には、赤外線、可視光線、または紫外線の光源(通常は白熱電球または発光ダイオード(LED)) 、レンズ、および光電受信機(通常はフォトダイオード) が含まれます。スポット型検知器では、これらのコンポーネントはすべて、近くの火災からの煙が含まれている可能性のある空気が流れるチャンバー内に配置されます。アトリウムや講堂などの広いオープン エリアでは、ユニット内のチャンバーの代わりに、光ビームまたは投影ビーム煙検知器が使用されます。つまり、壁に取り付けられたユニットが赤外線または紫外線のビームを放射し、このビームは別のデバイスで受信および処理されるか、反射器によって受信機に反射されます。一部のタイプ (特に光学ビーム タイプ) では、光源から放射された光が検査対象の空気を通過して光センサーに到達します。受信された光の強度は、煙の微粒子、空気中の粉塵、またはその他の物質による散乱により低下します。回路は光の強度を検知し、指定された閾値を下回ると（煙などによるものと思われる）、警報を発する。[ 16 ]

他のタイプ、特にチャンバー型では、光源はセンサーから離れた方向に向けられており、粒子が存在しない場合は反射光を検出しません。しかし、チャンバー内の空気に粒子（煙や塵埃）が含まれると、光が散乱し、その一部がセンサーに反射して警報を発します。[ 16 ]

全米防火協会（NFPA）によると、「光電式煙検知器は、一般的に長時間のくすぶりから始まる火災に対してより反応が良い」とのことです。カリフォルニア州パロアルト市が引用したテキサスA&M大学とNFPAの研究では、「光電式警報器はイオン化式警報器よりも急速に広がる火災への反応が遅いが、実験室および現場での試験では、光電式煙検知器はあらゆる種類の火災に対して十分な警報を発し、居住者によって解除される可能性がはるかに低いことが示されています。」と述べられています。[ 17 ]

光電式警報器はくすぶり火災の検知に非常に効果的であり、炎上火災からも十分な保護を提供しますが、火災安全の専門家とNFPA（全米火災安全協会）は、熱と煙の両方を検知するか、イオン化（下記参照）と光電式煙感知方式の両方を使用する、いわゆる複合型警報器の設置を推奨しています。一部の複合型警報器には、一酸化炭素検知機能も搭載されています。

光源や光電センサーの種類や感度、煙室の種類などはメーカーによって異なります。

イオン化

イオン化煙検知器の仕組みを説明したビデオ
基本的なイオン化煙検知器の内部。右側の​​黒い丸い構造物がイオン化室です。左上の白い丸い構造物が警報音を発する圧電ホーンです。
煙探知器から出てきたアメリシウム容器

イオン化煙検知器は、放射性同位元素（典型的にはアメリシウム241）を用いて空気をイオン化し、煙による変化を検知して警報を発します。イオン化検知器は光学式検知器よりも火災の発火段階に敏感であり、光学式検知器はくすぶり初期の火災に敏感です。[ 18 ]

煙検知器には 2 つの電離室があり、1 つは大気に開放されており、もう 1 つは粒子の侵入を許さない基準室です。放射線源から両方の室にアルファ粒子が放出され、一部の空気分子が電離します。室内の1 対の電極間には電位差(電圧)があり、イオンの電荷によって電流が流れます。両方の室の電流は、気圧、温度、放射能の減少の影響を同様に受けるため、同じになるはずです。煙の粒子が開放室に入ると、イオンの一部が粒子に付着し、その室内で電流を運ぶことができなくなります。電子回路が開放室と密閉室の電流の差を検出し、警報を鳴らします。[ 19 ]この回路は、電源やバックアップ電源として使用されるバッテリーも監視します。電力が枯渇しそうになると、断続的に警告が鳴ります。ユーザーが操作するテストボタンは、イオン化室間の不均衡をシミュレートし、電源、電子機器、警報装置が機能している場合にのみ警報を鳴らします。イオン化煙検知器の消費電流は十分に低いため、小型のバッテリーを単独またはバックアップ電源として使用すれば、外部配線を必要とせずに長年にわたり電力を供給できます。

イオン化式煙検知器は通常、光学式検知器よりも製造コストが安価です。イオン化式煙検知器は光電式煙検知器よりも、非危険事象による誤報が発生しやすい傾向があります[ 20 ] [ 21 ]。また、一般的な住宅火災への反応速度もはるかに遅くなります。「くすぶり試験では、最初の警報が鳴るまでの平均時間は、イオン化式煙検知器で2489秒±1324秒、光電式煙検知器で1927秒±1065秒でした。」[ 22 ] [ 21 ]

放射線

コインサイズのアルミニウムボタンに付着した141 ngの二酸化アメリシウム241の粒子[ 23 ]

アメリシウム241は、半減期が432.6年のアルファ線放射体です。 [ 24 ]アルファ粒子放射線は、ベータ線（電子線）やガンマ線（電磁線）とは対照的に、2つの理由で使用されます。アルファ粒子は検知可能な電流を発生させるのに十分な空気を電離させることができることと、透過力が低いため、空気や煙探知器のプラスチックシェルによって安全に遮断されることです。アルファ崩壊の間、241Amはガンマ線を放出しますが、エネルギーが低いため、人体への被曝に大きな影響を与える要因とは考えられていません。[注 1 ] [注 2 ] [注 3 ]

イオン化煙検知器に含まれるアメリシウム241元素の量は、大型放射性物質に適用される規制の対象外となるほど微量です。煙検知器には、約37  kBq（1,000  nCi）の放射性元素アメリシウム241（241Am）の約0.3μgに相当する。[ 25 ] [ 26 ]これにより、煙を検知するのに十分なイオン電流が得られ、機器外部への放射線量は極めて低レベルとなる。ロシア製の煙検知器の中には、RID-6mやIDF-1mといったモデルがあり、一般的な煙検知器の1.5倍のプルトニウムではなく、少量のプルトニウム（18MBq）が含まれている。241原子炉級のAm源239円筒状のアルミナ表面に二酸化チタンと混合したPuを塗布した。 [ 27 ]

電離型煙感知器に含まれるアメリシウム241の量は、重大な放射線危険とはならない。[ 28 ]アメリシウムが警報器の遮蔽された電離箱内に残されている場合、電離箱がアルファ線を遮蔽するため、放射線リスクは軽微である。人が密閉された電離箱を開けてアメリシウムを摂取または吸入しなければ、その線量は自然放射線と同程度にはならない。正常に作動している電離型煙感知器への被曝による放射線リスクは、自然放射線よりもはるかに小さい。

廃棄

イオン化煙検知器の廃棄に関する規制と推奨事項は地域によって異なります。オーストラリアのニューサウスウェールズ州政府は、イオン化煙検知器を最大10台まで家庭ごみと一緒に廃棄しても安全だと考えています。[ 29 ]米国環境保護庁（EPA）は、イオン化煙検知器を家庭ごみと一緒に廃棄しても安全だと考えています。[ 30 ]煙検知器は製造元に返却することもできます。[ 31 ]

パフォーマンスの違い

光電式検知器とイオン化検知器は、火災によって発生する煙の種類によって性能が異なります。

シーメンス社とカナダ火災警報協会の発表によると、イオン化検知器は目に見えないほど小さな粒子を伴う初期段階の火災、0.01～0.4ミクロンのより小さな粒子を伴う急速燃焼火災、および黒煙または黒煙の検知に最も優れており、一方、より現代的な光電式検知器は、0.4～10.0ミクロンのより大きな粒子を伴うゆっくりとくすぶる火災、および明るい色の白/灰色の煙の検知に最も優れているとのことです。[ 32 ]

光電式煙感知器は、火災の初期段階、くすぶり段階に素早く反応します。[ 33 ]くすぶり段階の火災から発生する煙は、通常、0.3～10.0  μmの大きな燃焼粒子で構成されています。イオン化式煙感知器は、火災の燃え上がる段階に素早く反応します（通常30～60秒）。燃え上がる段階の火災から発生する煙は、通常、0.01～0.3 μmの微細な燃焼粒子で構成されています。また、イオン化式煙感知器は、風量の多い環境では反応が弱くなります。[ 33 ]

フランスを含む一部のヨーロッパ諸国[ 34 ]や米国の一部の州や自治体では、イオン化煙感知器は他の技術に比べて信頼性が低いという懸念から、家庭用イオン化煙感知器の使用を禁止している[ 35 ] 。イオン化煙感知器が唯一の感知器である場合、初期段階の火災が必ずしも効果的に感知されるわけではない。

2006年6月、オーストラリアとニュージーランドの消防署を代表する最高機関であるオーストラレーシア消防緊急サービス当局協議会（AFAC）は、「住宅用煙感知器に関する見解」という公式報告書を発表しました。第3.0項には、「イオン化式煙感知器は、くすぶっている火災から居住者に避難を促すのに間に合うように作動しない可能性がある」と規定されています。[ 36 ]

2008年8月、国際消防士協会（IAFF）は光電式煙感知器の使用を推奨する決議を可決し、光電式煙感知器への変更により「住民と消防士の生命損失が大幅に減少する」と述べた。[ 37 ]

2011年5月、オーストラリア防火協会（FPAA）は煙探知器に関する公式見解を発表し、「オーストラリア防火協会は、すべての住宅に光電式煙探知器を設置するべきだと考えている」と述べた。[ 38 ]同年12月、オーストラリア消防ボランティア協会は世界火災安全財団の報告書「イオン化煙探知器は致命的」を発表し、イオン化技術と光電技術の性能に大きな違いがあることを示す研究を引用した。[ 39 ]

2013年11月、オハイオ州消防署長協会（OFCA）は、オハイオ州の住宅における光電式技術の導入を支持する立場表明を発表しました。OFCAの立場表明は、「公共の安全を確保し、煙や火災による致命的な影響から公衆を守るため、オハイオ州消防署長協会は、新築時だけでなく、古い煙感知器の交換時や新規購入時においても、光電式煙感知器の使用を推奨する」と述べています。[ 40 ]

2014年6月、北東オハイオ州防火協会（NEOFPA）による住宅用煙感知器の試験結果がABCの「グッド・モーニング・アメリカ」で放送された。NEOFPAの試験では、イオン化式煙感知器は火災の初期のくすぶり段階では作動しないことが判明した。[ 41 ]イオン化式と光電式を組み合わせた煙感知器は、独立型の光電式煙感知器に比べて平均20分以上作動しなかった。これは、2006年6月のオーストラリア連邦消防緊急サービス当局評議会（AFAC）の公式見解と、2008年10月の国際消防士協会（IAFF）の公式見解を裏付けるものであった。AFACとIAFFはどちらも光電式煙感知器を推奨しているが、イオン化式と光電式を組み合わせた煙感知器は推奨していない。[ 42 ]

EN 54に準拠した火災試験によれば、CO2火災による煙は、通常、粒子よりも先に検知できます。[ 43 ]検知器の種類によって検知能力のレベルが異なるため、メーカーは個別の信号を相互参照して誤報を排除し、実際の火災への対応時間を改善する多基準装置を設計しました。[ 33 ]遮蔽率は、煙検知器の感度を指定するための標準的な方法となっている測定単位です。遮蔽率は、煙が光の強度を低下させる効果であり、単位長さあたりの吸収率で表されます。[ 32 ]煙の濃度が高いほど、遮蔽レベルが高くなります。

典型的な煙探知器の遮蔽評価
検出器の種類 隠蔽
光電式 0.70～13.0% obs/m (0.2～4.0% obs/ft) [ 16 ]
イオン化 2.6～5.0% obs/m (0.8～1.5% obs/ft) [ 16 ]
吸引0.005～20.5% obs/m (0.0015～6.25% obs/ft) [ 16 ]
レーザ 0.06～6.41% obs/m (0.02～2.0% obs/ft) [ 44 ]

一酸化炭素および二酸化炭素の検出

一酸化炭素センサーは、ガスヒーターやコンロなどの燃焼器具が設置されている場所で、その器具の外側に制御不能な火災がなくても、換気不良により一酸化炭素が蓄積し、致死濃度に達する可能性がある一酸化炭素濃度を検知します。 [ 45 ]

高濃度の二酸化炭素（CO2）は火災の兆候を示す可能性があり、二酸化炭素センサーで検知できます。このようなセンサーは、 CO2濃度の測定によく使用されます。2これは望ましくなく有害である可能性があるが、火災の兆候ではない。このタイプのセンサーは、はるかに高いレベルのCOを検知し警告するためにも使用できる。2火災によって発生するCO2を検知する検知器。一部のメーカーは、CO2を検知する検知器は2レベルは最も速く検知できる火災検知器です。イオン化式や光学式検知器とは異なり、アルコールやガソリンを燃料とする火災など、煙を発生させない火災も検知できます。CO2検出器は粒子による誤報の影響を受けにくいため、ほこりや汚れの多い環境での使用に特に適しています。[ 43 ]

居住の

住宅や居住環境で使用される煙感知器システムは、通常、業務用システムよりも小型で安価です。システムには、1台以上の独立したユニット、または複数の相互接続されたユニットが含まれます。通常、これらのシステムは、大きな音響警報信号を発する動作のみを行います。住宅の各部屋には、通常、複数の検知器（独立型または相互接続型）が使用されます。相互接続して、いずれかの検知器がすべての警報を作動させる安価な煙感知器もあります。これらのシステムは、主電源から電力を供給される場合もあれば、使い捨てまたは充電式のバッテリーバックアップを備えたもの、あるいは機器の寿命（通常10年）まで持続する取り外し不可能なバッテリーを備えたものなどがあります[ 46 ]。有線または無線で相互接続できます。一部の地域では、新規設置に必須となっています[ 47 ] 。

煙検知方法はいくつかあり、アンダーライターズ・ラボラトリーズが発行する業界仕様書にも記載されています。[ 48 ]警報方法には以下のものがあります。

  • 可聴音
    • ブランドやモデル名によって2,900～3,500Hzの範囲で変化します。
    • 3 フィートで95 dB の音量。ブランドやモデルによって異なる場合があります。
  • 音声アラート
  • 視覚的なストロボライト
  • 照明用の非常灯
  • 触覚刺激（例：ベッドや枕のシェーカー）ですが、2008年時点では触覚刺激アラーム装置に関する基準は存在しませんでした。

一部のモデルには、バッテリーを取り外すことなく、通常はハウジングのボタンを押すだけで消音できる「Hush（消音）」機能が搭載されています。これは、誤報が比較的頻繁に発生する場所（キッチンの近くなど）や、誤報による煩わしさを避けるためにバッテリーを恒久的に取り外し、火災発生時に警報が検知できないような状況で特に役立ちます。

現在の技術は煙や火災の検知には非常に効果的であるが、聴覚障害者や難聴者の間では、特定の高リスクグループに属する睡眠中の人を起こすための警報機能の有効性について懸念が上がっている。高齢者、難聴者、酩酊状態にある人などのグループに属する人々は、音による検知器の使用がより困難な場合がある。[ 49 ] 2005年から2007年にかけて、米国防火協会（NFPA）が後援した研究は、そのような高リスクグループで死亡者数が多い原因を理解することに重点が置かれていた。さまざまな警報方法の有効性に関する初期の研究はわずかである。研究結果によると、中周波数（520 Hz）の矩形波出力は、高リスクの個人を目覚めさせるのに大幅に効果的である。聴覚障害者用の振動枕パッド、ストロボ、遠隔警告ハンドセットなどの警報メカニズムにリンクされた無線煙・一酸化炭素検知器は、他の警報器よりも重度の難聴の人を起こすのに効果的である。[ 50 ]

電池

低出力の煙探知機の音声

住宅用煙感知器では、電池が専用電源またはバックアップ電源として使用されます。商用電源駆動型の感知器には、使い捨てまたは充電式の電池がバックアップとして搭載されています。電池のみで駆動する感知器は、通常、1～2年ごとに交換が必要な9ボルトの使い捨て電池、または約10年持続する交換不可能な電池を使用します。つまり、電池残量が少なくなると感知器を交換する必要があります。[ 51 ]

電池が切れると、電池式の煙探知器は作動しなくなります。ほとんどの煙探知器は、電池残量が少なくなるとチリチリと音を立て続けます。多くの住宅の電池式煙探知器の電池が切れていることが分かっています。英国では、煙探知器の30%以上で電池が切れているか、取り外されていると推定されています。これに対応して、煙探知器の電池を定期的に交換するよう人々に注意喚起する広報キャンペーンが立ち上げられました。例えばオーストラリアでは、煙探知器の電池は毎年エイプリルフールに交換するよう広報キャンペーンが展開されています。 [ 52 ]夏時間を採用している地域では、時計の買い替え時や誕生日に電池を交換するようキャンペーンが展開されることがあります。

一部の商用電源式検知器には、バックアップ用に充電式ではないリチウム電池が搭載されており、その寿命は通常10年です。この期間を過ぎた場合は、検知器の交換をお勧めします。煙検知器には、ユーザーが交換可能な使い捨て9ボルトリチウム電池も用意されており、アルカリ電池の少なくとも2倍の寿命があります。

米国防火協会（NFPA）は、住宅所有者に対し、煙感知器の電池を少なくとも年に1回、または電池がチリンチリンと鳴り始めた場合（電池出力が低下していることを示す信号）は早めに交換することを推奨しています。また、NFPAは少なくとも月に1回、警報器の「テスト」ボタンを押して行うテストで異常が判明した場合も、電池を交換する必要があります。[ 53 ]

信頼性

2004年のNIST報告書は、「イオン化型または光電式の煙感知器は、ほとんどの住宅火災において居住者が逃げる時間を一貫して提供した」と結論付け、「以前の調査結果と一致して、イオン化型警報器は光電式警報器よりも炎上火災にいくらか優れた応答を提供し（57～62秒速い応答）、光電式警報器は（多くの場合）イオン化型警報器よりもくすぶり火災にかなり速い応答を提供した（47～53分速い応答）」としている。[ 21 ]

定期的な清掃は、ほこりや虫の蓄積による誤報を防ぐのに役立ちます。特に光学式警報器はこれらの要因の影響を受けやすいため、定期的な清掃が重要です。家庭用煙探知器は、有害なほこりを取り除くために掃除機で掃除することができます。光学式警報器は、調理中の煙が発生するキッチンの近くなど、誤報が発生しにくいです。[ 54 ]

2001年5月31日の夜、ニューヨーク州ロッテルダムのビル・ハッカートと娘のクリスティンは、自宅で火災が発生し、ファーストアラートブランドのイオン化煙検知器が作動しなかったために死亡した。[ 55 ]火災の原因は、ソファの後ろの電気コードが擦り切れ、何時間もくすぶった後、家が炎と煙で覆われたことであった。[ 55 ]イオン化煙検知器には設計上の欠陥があることが判明し、2006年にニューヨーク北部地区連邦地方裁判所の陪審は、ファーストアラートと当時の親会社であるBRKブランズが数百万ドルの損害賠償責任を負うと判断した。[ 55 ]

設置と配置

2007年の米国の煙探知器設置ガイドでは、建物の各階と各寝室に煙探知器を設置することを推奨している。

米国では、煙探知器の必要数と設置場所に関するほとんどの州法と地方条例は、 NFPA 72、国家火災警報および信号規格で確立された基準に基づいています。[ 56 ]煙探知器の設置を規定する法律は地域によって異なります。しかし、既存住宅に対するいくつかの規則とガイドラインは、先進国全体で比較的一貫しています。たとえば、カナダとオーストラリアでは、建物の各階に機能する煙探知器を設置することが義務付けられています。前述の米国NFPA規格では、すべての居住階とすべての寝室の近くに煙探知器を設置することが義務付けられています。居住階には、出入りが可能な高さの屋根裏部屋も含まれます。[ 56 ]他の多くの国でも同様の要件があります。

新築の場合、最低要件は通常より厳格です。例えば、すべての煙探知器は電気配線に直接接続され、相互接続され、バッテリーバックアップを備えている必要があります。さらに、通常、煙探知器は地域の条例に応じて、各寝室の屋内または屋外に設置する必要があります。屋外の煙探知器は、火災が寝室で発生していないと仮定すると、より早く火災を検知しますが、警報音が小さくなるため、一部の人を起こさない可能性があります。地域によっては、階段、メインの廊下、ガレージにも煙探知器の設置が義務付けられています。[ 57 ]

12個以上の検知器を有線または無線で接続することで、1台が煙を検知すると、ネットワーク内のすべての検知器の警報が鳴るようになります。これにより、煙が検知された場所から遠く離れた場所であっても、居住者に警告が届く可能性が高まります。有線接続は、既存の建物よりも新築の建物に適しています。

英国では、新築物件への煙感知器の設置は英国規格BS5839 pt6に準拠する必要がある。BS 5839: Pt.6: 2004では、3階建て以下（1階あたり200平方メートル未満）の新築物件にはグレードD、LD2システムの設置を推奨している。イングランド、ウェールズ、スコットランドの建築規制では、BS 5839: Pt.6に従うことを推奨しているが、最低でもグレードD、LD3システムの設置が求められている。北アイルランドの建築規制では、グレードD、LD2システムの設置が義務付けられており、避難経路とメインリビングルームに煙感知器、キッチンに熱感知器が設置されている。また、この規格では、すべての検知器に主電源とバッテリーバックアップを備えることも義務付けられている。[ 58 ]

コマーシャル

商業ビルのドアに統合されたロック機構。筐体内には、ロック装置、煙検知器、電源装置が内蔵されています。

業務用煙探知器は従来型またはアドレス指定可能なタイプがあり、火災警報制御盤（FACP）によって制御されるセキュリティ警報システムまたは火災警報システムに接続されます。 [ 59 ]これらは最も一般的なタイプの探知器であり、通常、単一ステーションの電池駆動の住宅用煙探知器よりも大幅に高価です。[ 59 ]これらはほとんどの商業施設や工業施設、船舶や電車などの他の場所で使用されていますが、[ 59 ]家庭の一部のセキュリティ警報システムの一部でもあります。[ 60 ]これらの探知器には内蔵アラームは必要ありません。接続されたFACPによって警報システムを制御でき、関連するアラームを鳴らすだけでなく、段階的な避難などの複雑な機能も実行できるためです。[ 59 ]

従来の

「従来型」という言葉は、新しいアドレス指定可能なシステムにおいて制御ユニットとの通信に使用される方法を区別するために使われる俗語です。[ 59 ]いわゆる「従来型検知器」は、旧式の相互接続システムで使用される煙検知器であり、その動作は電気スイッチに似ています。[ 59 ]これらの検知器は信号経路に並列に接続され、電流の流れを監視して、煙やその他の類似の環境刺激がいずれかの検知器に十分な影響を与えた場合、接続されたいずれかの検知器によって回路経路が閉じられたことを示します。[ 59 ]その結果生じる電流の増加（またはデッドショート）は、制御ユニットによって煙の存在の確認として解釈・処理され、火災警報信号が生成されます。[ 59 ]従来型システムでは、煙検知器は通常、各ゾーンで相互に配線されており、1つの火災警報制御盤が複数のゾーンを監視します。これらのゾーンは、建物の異なるエリアに対応するように配置できます。[ 59 ]火災が発生した場合、制御盤は、警報を発している検知器がどのゾーンに存在するかを特定できます。しかし、どの検出器が警報状態にあるかを特定することはできません。[ 59 ]

アドレス可能

アドレス指定可能なSimplex TrueAlarm煙探知機

アドレス指定可能なシステムでは、各検知器に個別の番号またはアドレスが割り当てられます。[ 59 ]アドレス指定可能なシステムでは、複数の検知器を同じゾーンに接続しながら、FACP上に警報の正確な位置を表示できます。[ 59 ]一部のシステムでは、建物内のすべての検知器の位置を示す建物のグラフィック表示がFACPの画面に提供されますが、[ 59 ]他のシステムでは、警報を発している検知器のアドレスと位置が単に示されます。[ 59 ]

アドレス指定可能なシステムは、従来のアドレス指定不可能なシステムよりも高価であるのが一般的です。[ 61 ]また、特定のエリアの煙の量を判定できるカスタム感度レベル（昼/夜モードと呼ばれることもあります）や、煙検知器の検知能力におけるさまざまな障害を判定できるFACPからの汚染検出などの追加オプションが用意されています。[ 59 ]検知器が汚染されるのは、通常、建物の暖房および空調システムによって循環されている大気中の粒子が検知器に蓄積されることによって起こります。その他の原因としては、大工仕事、研磨、塗装、火災時の煙などがあります。[ 62 ]パネルを相互接続して、複数の建物にある多数の検知器を監視することもできます。[ 59 ]これは、病院、大学、リゾート、その他の大規模なセンターや施設で最も一般的に使用されています。[ 59 ]

標準

EN54欧州規格

火災検知製品には、欧州規格EN 54「火災検知および火災警報システム」が定められており、これは欧州連合（EU）加盟国に納入・設置されるすべての製品に必須の規格です。EN 54パート7は煙検知器の規格です。欧州規格は、EU加盟国における物品の自由な移動を可能にするために策定されました。EN 54は世界中で広く認められています。各機器は毎年EN 54認証を取得する必要があります。[ 63 ] [ 64 ]

欧州規格EN54に準拠した煙・温度検知器

表面積（平方メートル） 検出器の種類 高さ（メートル） 天井傾斜≤20° 天井の傾斜 >20°
Smax（平方メートル）Rmax（メートル）Smax（平方メートル）Rmax(m)
SA≤80EN54-7≤12806,6808,2
SA >80EN54-7≤6605,7908,7
6 < h ≤ 12806,61109,6
SA≤30EN54-5 クラスA1≤7.5304,4305,7
EN54-5 クラスA2、B、C、D、F、G≤ 6304,4305,7
SA >30EN54-5 クラスA1≤7.5203,5406.5
EN54-5 クラスA2、B、C、D、E、F、G≤6203,5406.5
  • EN54-7: 煙検知器
  • EN54-5: 温度検出器
  • SA: 表面積
  • Smax（平方メートル）：最大表面積
  • Rmax (m): 最大電波強度

太字で示されている情報は、検知器の標準的な検知範囲です。煙検知器の検知範囲は60平方メートル、温度検知器の検知範囲は20平方メートルです。地面からの高さは、適切な防護のために重要な要素です。[ 65 ]

EN14604という（整合化された）規格も存在し、これは国内の販売時に通常引用される規格である。この規格は、家庭用煙探知機に関するEN54の推奨事項を拡張したもので、要件、試験方法、性能基準、および製造業者の指示を規定している。また、レジャー用宿泊車両での使用に適した煙探知機に関する追加要件も含まれている。[ 66 ]しかし、EN14604の大部分は任意である。2014年に発表された調査では、6つのコンプライアンス領域を評価し、この規格を満たしていると主張する機器の33%が、1つ以上の詳細事項を満たしていないことが判明した。また、この調査では、製品の19%に実際の火災検知に問題があることも判明した。[ 67 ]

オーストラリアとアメリカ合衆国

米国では、1967年に家庭用煙感知器に関する最初の規格が制定されました。[ 10 ] 1969年、USAECは住宅所有者に免許なしで煙感知器を使用することを許可しました。[ 6 ] 1976年に米国防火協会（NFPA）によって可決された生命安全規定（ NFPA 101）により、初めて住宅に煙感知器を設置することが義務付けられました。 [ 10 ] UL 217の煙感知器の感度要件は、迷惑な警報器に対する感受性を減らすため、1985年に修正されました。[ 10 ] 1988年、BOCA、ICBO、およびSBCCIモデル建築基準法により、煙感知器を相互接続して全寝室に設置することが義務付けられ始めました。[ 10 ] 1989年、NFPA 74により初めてすべての新築住宅で煙感知器を相互接続することが義務付けられ、1993年にはNFPA 72により初めて全寝室に煙感知器を設置することが義務付けられました。[ 10 ] NFPAは1999年に10年経過した煙探知器の交換を義務付け始めました。[ 10 ] 1999年に、Underwriters Laboratory (UL)は煙探知器の表示要件を変更し、全ての煙探知器に製造日を平易な英語で記載することを義務付けました。

2013年6月、世界火災安全財団（WSF）はオーストラリア消防士協会の機関誌に「オーストラリアと米国の煙感知器基準は信頼できるか？」と題する報告書を掲載した。この報告書は、米国とオーストラリアの政府機関がイオン化式煙感知器の科学的試験を行う際に用いる試験基準の妥当性に疑問を投げかけている。[ 68 ]

立法

2010年6月、カリフォルニア州アルバニー市は、アルバニー市議会の全会一致の決定により、光電式のみの法律を制定しました。その後まもなく、カリフォルニア州とオハイオ州の他のいくつかの都市も同様の法律を制定しました。[ 69 ]

2011年11月、ノーザンテリトリーはオーストラリア初の住宅用光電式煙感知器に関する法律を制定し、ノーザンテリトリーのすべての新築住宅に光電式煙感知器の使用を義務付けました。[ 70 ]

オーストラリアのクイーンズランド州は、2017年1月1日より、新築住宅（または大規模改修後の住宅）に設置する全ての煙感知器は光電式とし、イオン化センサーを搭載しないことを義務付けました。また、煙感知器は二次電源（バッテリーなど）を用いて主電源に有線接続し、住宅内の他の全ての煙感知器と相互接続することとしました。これは、全ての煙感知器が同時に作動するようにするためです。同日以降、交換用煙感知器は全て光電式とする必要があります。2022年1月1日より、売却、賃貸、または賃貸借契約の更新が行われる全ての住宅は、新築住宅と同様に煙感知器の設置が義務付けられます。そして、2027年1月1日より、全ての住宅は新築住宅と同様に煙感知器の設置が義務付けられます。[ 71 ]

2013年6月、オーストラリア議会の演説で、「イオン化煙感知器は欠陥があるか」という質問がなされた。これは、オーストラリア政府の科学試験機関（連邦科学産業研究機構 – CSIRO）のデータにより、火災の初期のくすぶり段階でイオン化技術に重大な性能上の問題があることが明らかになったこと、イオン化煙感知器に関する訴訟が増加していること、光電式煙感知器の設置を義務付ける法律が増えていることを受けてのものである。この演説では、2013年5月にオーストラリア消防士協会の雑誌に掲載された世界火災安全財団の報告書「オーストラリアと米国の煙感知器の基準は信頼できるか？」が引用されている。この演説は、世界最大級のイオン化煙感知器メーカーの一社とCSIROに対し、CSIROの科学的試験においてメーカーのイオン化煙感知器を作動させるために必要な可視煙のレベルを開示するよう求めることで締めくくられている。[ 72 ]米国カリフォルニア州は、交換可能な電池を搭載した煙探知器の販売を禁止した。[ 73 ]

スマート煙探知器に関するプライバシーの懸念

スマート煙探知器は、他のIoTデバイスと同様に、膨大な量のデータを収集・送信することができます。これには、デバイスの使用日時や場所、警報の頻度、さらにはマイクやカメラが搭載されている場合は音声や動画データも含まれます。これらのデータから、ユーザーの習慣、日課、ライフスタイルに関する機密情報が推測される可能性があります。スマート煙探知器はインターネットに接続されているため、ハッキングの危険性があります。権限のない人物がデバイスや収集したデータにアクセスする可能性があります。極端なケースでは、デバイスにカメラやマイクが搭載されている場合、ハッカーがそれを利用して家の住人をスパイする可能性があります。[ 74 ]

多くのスマートデバイスメーカーは、広告やデータ分析を目的として、ユーザーデータを第三者と共有しています。データに機密情報や個人を特定できる情報が含まれている場合、プライバシーに関する重大な懸念が生じる可能性があります。一部のメーカーは法執行機関と協力し、ユーザーの知らないうちに、あるいは同意なしにデータへのアクセスを許可している可能性があります。[ 75 ]

多くのユーザーは、スマート煙探知機を使用する際にプライバシー保護のための対策を講じています。具体的には、デバイスに強力で固有のパスワードを設定すること、不要な機能を無効化すること、セキュリティ上の脆弱性からデバイスソフトウェアを定期的に更新することなどが挙げられます。また、プライバシーに関する懸念を完全に回避するために、インターネットに接続しない従来型の煙探知機を使用するユーザーもいます。[ 76 ] [ 75 ]

注記

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