結論:感知器は「熱・煙・炎」の3タイプに分かれる
結論から言います。
感知器とは、火災が発生したときに熱・煙・炎を自動的に検出して、受信機に信号を送る装置です。自火報(自動火災報知設備)の「目」にあたる部分で、天井面に設置されます。
感知器は、何を検出するかによって3タイプに分かれます。
甲種4類の試験では、この3タイプの分類体系と各感知器の特徴が繰り返し出題されます。この記事で全体像を掴んでから、個々の感知器を学んでいきましょう。
火災の進行と感知器の対応
感知器がなぜ3タイプに分かれるのか――それは火災の進行段階と関係しています。
→ まず煙が発生する → 煙感知器が最も早く検出
▼
② 成長期
→ 熱が上昇し始める → 熱感知器が検出
▼
③ 最盛期
→ 炎が大きく立ち上がる → 炎感知器が検出
一般的に、煙感知器が最も早い段階で火災を捉えます。では「全部、煙感知器にすればいいのでは?」と思うかもしれません。
実はそう単純ではありません。場所によっては煙感知器が使えないケースがあります。
| 場所の例 | 問題点 | 適した感知器 |
|---|---|---|
| 厨房・ボイラー室 | 日常的に煙や湯気が出る | 熱感知器(定温式) |
| 体育館・吹き抜け | 天井が高く煙が拡散 | 炎感知器 |
| 一般的なオフィス | 特に問題なし | 煙感知器 |
設置場所の環境に合わせて最適な感知器を選ぶ――これが3タイプに分かれている理由です。
熱感知器 ― 温度変化をキャッチする
熱感知器は、周囲の温度変化を検出する感知器です。温度の捉え方によって、さらに細かく分かれます。
差動式と定温式の使い分け
この2つは熱感知器の基本です。
差動式は温度の「変化の速さ」を見ます。急に温度が上がれば火災、ゆっくりなら正常――という判断です。一般的なオフィスや居室など、平常時の温度が安定している場所に向いています。
定温式は温度の「絶対値」を見ます。○℃に達すれば火災、それ以下なら正常――という判断です。厨房やボイラー室など、日常的に温度が変動する場所に向いています。差動式だと普段の温度変化で誤報してしまうからです。
補償式と熱アナログ式
補償式は差動式と定温式を1つにまとめた感知器です。普段は差動式として急激な温度上昇を捉え、仮に緩やかな温度上昇で差動式が反応しなくても、一定温度に達すれば定温式として作動します。いわば「二段構え」です。
熱アナログ式は温度の数値をそのまま受信機に送るタイプです。受信機側で「○℃を超えたら火災」と判定するため、現場に合わせて閾値(しきいち)を柔軟に設定できます。R型システムで使われることが多い感知器です。
煙感知器 ― 煙をキャッチする
煙感知器は、空気中の煙の粒子を検出する感知器です。火災の初期段階(くすぶり期)に発生する煙を捉えるため、3タイプの中で最も早い段階で火災を検出できます。
光電式スポット型と光電式分離型
煙感知器の中でも特に重要なのが光電式です。
光電式スポット型は、感知器の内部に発光部と受光部があり、煙が入ると光が散乱して受光部に届く――この光の変化で煙を検出します。最も一般的な煙感知器で、オフィスや廊下の天井でよく見かけるタイプです。
光電式分離型は、送光部と受光部を離して設置し、その間を通る光が煙で遮られることで検出します。体育館や倉庫など広い空間に向いています。
イオン化式
イオン化式は、微量の放射性物質(アメリシウム241)を使って空気をイオン化し、煙が入るとイオン電流が変化することで検出する方式です。
かつては広く使われていましたが、放射線源の管理が問題となり、現在の新規設置ではほぼ使われていません。ただし、試験では構造や原理が出題されるので知識としては必要です。
炎感知器 ― 炎の光をキャッチする
炎感知器は、炎が発する赤外線や紫外線を検出する感知器です。
炎感知器の最大の特徴
炎感知器は光(電磁波)で検出するため、熱や煙のように上昇気流に頼りません。つまり、天井がどんなに高くても検出できます。
体育館やアトリウムなど、天井高が20mを超えるような空間では、熱感知器も煙感知器も使えません(熱や煙が天井まで届かない)。こうした場所では炎感知器が唯一の選択肢になります。
取付面の高さと感知器の関係
感知器の選定で非常に重要なのが取付面の高さ(天井の高さ)です。高さによって使える感知器が変わります。
〜8m未満:差動式スポット型・定温式(特種)・煙感知器・炎感知器
〜15m未満:差動式分布型・煙感知器(1種・2種)・炎感知器
〜20m未満:光電式分離型(1種)・炎感知器
20m以上:炎感知器のみ
なぜ高い天井で熱感知器が使えないの?
火災の熱は上昇気流に乗って天井に向かいますが、天井が高いほど途中で空気と混ざって温度が下がってしまいます。天井に届いたときには温度変化が小さすぎて、熱感知器が反応できないのです。
煙も同様で、天井が非常に高いと煙が拡散してしまい、濃度が薄くなります。ただし煙は熱よりも遠くまで届くため、煙感知器のほうが熱感知器より高い天井に対応できます。
炎感知器は光で検出するため、距離による減衰が少なく、天井高の制限がありません。
「スポット型」「分布型」「アナログ式」の違い
感知器の名前には「スポット型」「分布型」「アナログ式」などの形式が付きます。これは検出方法の形式を表しています。
| 形式 | 意味 | 具体例 |
|---|---|---|
| スポット型 | 1つの感知器で1点を監視 | 差動式スポット型、光電式スポット型 |
| 分布型/分離型 | 広い範囲を連続的に監視 | 差動式分布型、光電式分離型 |
| アナログ式 | 温度や煙濃度を数値で出力 | 熱アナログ式、光電アナログ式 |
スポット型は最も一般的な形式で、天井に1個ずつ取り付けます。
分布型は空気管(細い銅管)を天井に張り巡らせて広範囲の温度変化を検出します(差動式分布型の場合)。分離型は送光部と受光部を離して設置し、間の空間を監視します(光電式分離型の場合)。
アナログ式は「火災か否か」のオンオフではなく、「今○℃」「今○%の煙濃度」という数値を受信機に送り続けます。受信機側で火災判定の閾値を設定できるため、きめ細かな管理が可能です。R型システムで使われます。
感知器の種別(級別)
同じタイプの感知器でも、感度(性能)によって種別が分かれます。
| 種別 | 感度 | 使える天井高 |
|---|---|---|
| 特種・1種 | 高感度 | 高い天井にも対応 |
| 2種 | 中感度 | 中程度の天井高 |
| 3種 | 低感度 | 低い天井のみ |
数字が小さいほど感度が高い(1種>2種>3種)という関係です。感度が高い感知器は、天井が高い場所でも微小な変化を捉えられるため、設置できる高さの上限が大きくなります。
具体的な種別ごとの設置基準は、各感知器の個別記事と設置基準の記事で詳しく解説します。
感知器の全体マップ
ここまでの内容を1つの図にまとめます。
├ 差動式 ─ スポット型 / 分布型
├ 定温式 ─ スポット型 / 感知線型
├ 補償式 ─ スポット型
└ 熱アナログ式 ─ スポット型
■ 煙感知器(煙の粒子を検出、〜20m程度)
├ 光電式 ─ スポット型 / 分離型 / アナログ式
├ イオン化式 ─ スポット型
└ 煙複合式 ─ スポット型
■ 炎感知器(赤外線・紫外線を検出、高さ制限なし)
├ 赤外線式
└ 紫外線式
全体のまとめ
検出の早さ:煙 → 熱 → 炎(煙が最も早い)
対応する天井高:熱<煙<炎(炎は制限なし)
熱感知器の基本:差動式(温度上昇速度)と定温式(絶対温度)
使い分け:差動式=温度安定した場所、定温式=温度変動する場所
煙感知器の主流:光電式(イオン化式は現在ほぼ不使用)
炎感知器:赤外線式と紫外線式(高天井・屋外向け)
形式:スポット型(1点)、分布型(広範囲)、アナログ式(数値出力)
種別:1種>2種>3種(数字が小さいほど高感度)
まとめ問題
問題1:感知器の種類に関する記述のうち、正しいものはどれか。
(1)熱感知器は火災の3タイプの中で最も早い段階で火災を検出できる
(2)煙感知器は空気中の煙の粒子を検出し、火災の初期段階を捉えることができる
(3)炎感知器は温度の変化を検出して炎を感知する
(4)天井が高い場所では、煙感知器が最も適している
問題2:差動式感知器と定温式感知器に関する記述のうち、正しいものはどれか。
(1)差動式感知器は、周囲の温度が一定の値に達したときに作動する
(2)定温式感知器は、周囲の温度が急激に上昇したときに作動する
(3)厨房のように日常的に温度が変動する場所には、差動式感知器が適している
(4)差動式感知器は周囲の温度の急激な上昇を検出し、定温式感知器は一定温度への到達を検出する
問題3:光電式感知器に関する記述のうち、誤っているものはどれか。
(1)光電式スポット型は、感知器内部で光の散乱を利用して煙を検出する
(2)光電式分離型は、送光部と受光部を離して設置し、間の煙による光の減衰で検出する
(3)光電式分離型は、狭い居室に最も適した感知器である
(4)光電式は現在の煙感知器の主流である
問題4(応用):天井の高さが約25mの大型倉庫に火災感知器を設置する場合、最も適切な感知器はどれか。
(1)差動式スポット型感知器
(2)定温式スポット型感知器
(3)光電式スポット型感知器
(4)炎感知器