甲種4類

感知器の分類と全体像|熱・煙・炎の3タイプをわかりやすく解説

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。

感知器の3タイプ
熱感知器
周囲の温度変化を検出
差動式・定温式・補償式など
天井が低い場所向け
煙感知器
空気中のを検出
光電式・イオン化式など
最も早く火災を捉える
炎感知器
炎の赤外線・紫外線を検出
赤外線式・紫外線式
天井が高い場所でもOK

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。

火災の進行と感知器
① くすぶり期(初期)
→ まずが発生する → 煙感知器が最も早く検出
 ▼
② 成長期
が上昇し始める → 熱感知器が検出
 ▼
③ 最盛期
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。

熱感知器の種類
差動式(さどうしき)
急激な温度上昇を検出
「一定時間内にこれだけ上がったら火災」
● スポット型(1点で検出)
● 分布型(広範囲を空気管で検出)
定温式(ていおんしき)
周囲が一定温度に達したら検出
「○℃を超えたら火災」
● スポット型(1点で検出)
● 感知線型(電線全体で検出)
補償式(ほしょうしき)
差動式+定温式の両方の機能
急激な温度上昇 or 一定温度到達で検出
● スポット型
熱アナログ式
温度の数値を連続的に出力
受信機側で火災判定
● スポット型

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。

差動式が向く場所
オフィス・居室・会議室
廊下・通路
→ 温度が安定した場所
定温式が向く場所
厨房・ボイラー室
乾燥室・サウナ
→ 普段から温度が高い場所

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。

煙感知器の種類
光電式(こうでんしき)
光を使って煙を検出
● スポット型(内部で光の散乱を検出)
● 分離型(送光部→受光部の光が煙で減衰)
● アナログ式(煙濃度を数値で出力)
現在の主流
イオン化式
放射性物質でイオン化した空気の変化を検出
煙が入るとイオン電流が減少
● スポット型
現在はほぼ使われない(放射線源の管理問題)

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。

スポット型
発光部と受光部が1つの筐体内
煙が入ると光が散乱
→ 一般的な部屋向け
分離型
送光部と受光部が離れて設置
間の光が煙で減衰
→ 広い空間向け

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。

炎感知器の種類
赤外線式
炎が発する赤外線(CO₂共鳴放射)を検出
炎特有の波長(4.3μm付近)を感知
→ 屋内の高天井に多い
紫外線式
炎が発する紫外線を検出
太陽光に含まれない短波長紫外線を感知
→ 屋外は太陽光で誤報のリスクあり

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。

取付面の高さと使える感知器
〜4m未満:ほぼすべての感知器が使える
〜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。

感知器 全体マップ
■ 熱感知器(温度変化を検出、〜8m程度)
 ├ 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

感知器の分類 チェックリスト
3タイプ:熱感知器・煙感知器・炎感知器
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

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正解:(2)
煙感知器は火災の初期段階(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く火災を検出できます。(1)最も早いのは熱感知器ではなく煙感知器です。(3)炎感知器は炎の赤外線や紫外線を検出するもので、温度変化の検出ではありません。(4)天井が非常に高い場所(20m以上)では煙も拡散するため、炎感知器が適しています。

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

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正解:(4)
差動式は温度の上昇速度を、定温式は温度の絶対値を検出します。(1)は定温式の説明です。(2)は差動式の説明です。(3)厨房のように温度変動が大きい場所では差動式は誤報しやすいため、定温式が適しています。

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

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正解:(3)
光電式分離型は送光部と受光部を離して設置するため、体育館や倉庫など広い空間に向いています。狭い居室には光電式スポット型が適しています。(1)(2)(4)はすべて正しい記述です。

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

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正解:(4)
天井高が25mの場合、熱感知器(差動式・定温式)も煙感知器(光電式スポット型)も使えません。熱や煙が天井まで届いても拡散して感度以下になってしまうからです。20mを超える空間では炎感知器が唯一の選択肢です。炎が発する赤外線・紫外線は光(電磁波)なので距離による減衰が少なく、高い天井でも確実に検出できます。

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