JP2019120975A - 火災報知設備 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、警戒区域の天井面に設置された火災感知器から送信された火災検出信号を火災受信機で受信して火災警報を出力させる火災報知設備に於いて、
火災により発生した煙層の高さを検出して火災受信機へ送信する煙層検出部と、
火災受信機に設けられ、煙層検出部により検出された煙層の高さに基づいて避難誘導情報を生成して報知させる避難誘導制御部と、
が設けられたことを特徴とする。
煙層検出部は、所定周波数のミリ波電波を発射した場合の反射波に基づいて煙層高さを検出するミリ波レーダを備える。
煙層検出部は、火災感知器の下側領域を撮像した画像に基づいて煙層高さを検出する撮像部を備える。
煙層検出部は、火災感知器が設置された監視区域の天井面近傍の空間の温度を天井面温度として検出する温度検出部を備えると共に、天井面温度に対応した煙層高さを予め記憶し、火災受信機により火災が判定された場合に、温度検出部により検出された天井面温度に対応する煙層高さを読み出して火災受信機に送信する。
煙層検出部は、火災受信機により火災が判定された場合に、複数の温度検出素子を所定間隔で配置した紐部材を降下させ、複数の温度検出素子で検出された高さ方向の温度分布から煙層と空気層の境界を判定して煙層の高さを検出する。
煙層検出部は、
天井面に対し斜め下向きの所定角度の方向に所定波長の光ビームを照射するビーム発光部と、
光ビームの天井面に対する投影方向に所定間隔でライン状に配置され、煙層に対する光ビームの照射による散乱光を受光して受光信号を出力する複数の受光部と、
を備え、複数の受光部から出力された受光信号に基づいて煙層の高さを検出する。
避難誘導制御部は、煙層検出部により検出された煙層の高さ基づいて警戒区域の空気層の高さを算出し、空気層の高さが所定の避難限界高さ以上の場合に安全区域と判定して報知し、所定の避難限界高さ未満の場合に危険区域と判定して報知する。
避難誘導制御部は、危険区域を優先避難区域に指定して報知させる。
本発明は、警戒区域の天井面に設置された火災感知器から送信された火災検出信号を火災受信機で受信して火災警報を出力させる火災報知設備に於いて、火災により発生した煙層の高さを検出して火災受信機へ送信する煙層検出部と、火災受信機に設けられ、煙層検出部により検出された煙層の高さに基づいて避難誘導情報を生成して報知させる避難誘導制御部とが設けられたため、火災時に火災感知器が設置された部屋や廊下等の監視区域における火災により拡散した煙層の高さがリアルタイムで検出され、複数の警戒区域における煙の拡散状況が把握できることで、安全且つ迅速な避難誘導の支持や放送等を行うことを可能とする。
また、煙層検出部は、所定周波数のミリ波電波を発射した場合の反射波に基づいて煙層高さを検出するミリ波レーダを備えたため、例えば、煙粒子に対し十分な反射が可能な例えば波長0.1〜1mm(300〜3000GHz)のサブミリ波を使用することで、反射強度の変化から煙層の高さの検出が可能となる。
また、煙層検出部は、火災感知器の下側領域を撮像した画像に基づいて煙層高さを検出する撮像部を備えたため、通常時の画像に対し、火災時には煙により視界が徐々に遮られて一様な輝度画像に近づくようになり、このような画像の変化から煙層の高さが増加する変化を検出できる。
また、煙層検出部は、火災感知器が設置された監視区域の天井面近傍の空間の温度を天井面温度として検出する温度検出部を備えると共に、天井面温度に対応した煙層高さを予め記憶し、火災感知器により火災が判定された場合に、温度検出部により検出された天井面温度に対応する煙層高さを読み出して火災受信機に送信するようにしたため、二層ゾーンモデルでは、火災時の建物内空間には、空間の上部には高温の煙層が形成され,下部には相対的に温度の低い低温の空気層が形成され、二層ソーンモデルのシミュレーションによると、火災区域の煙層温度、空気層温度、及び煙層高さが解析結果として得られることから、これに基づき煙層温度と煙層高さの関係を予め記憶しておくことで、温度検出部により検出した天井面温度(煙層温度)から予め記憶した煙層の高さを読み出すことができる。
また、煙層検出部は、火災受信機により火災が判定された場合に、複数の温度検出素子を所定間隔で配置した紐部材を降下させ、複数の温度検出素子で検出された高さ方向の温度分布から煙層と空気層の境界を判定して煙層の高さを検出するようにしたため、火災時に建物内空間に形成される空間上部の高温の煙層と空間下部の相対的に温度の低い低温の空気層との境界が高さ方向に吊下げられた複数の温度検出素子で検出した温度分布から分かり、天井面から境界までの高さを煙層の高さとして検出することができる。
また、煙層検出部は、天井面に対し斜め下向きの所定角度の方向に所定波長の光ビームを照射するビーム発光部と、光ビームの天井面に対する投影方向に所定間隔でライン状に配置され、煙層に対する光ビームの照射による散乱光を受光して受光信号を出力する複数の受光部とを備え、複数の受光部から出力された受光信号に基づいて煙層の高さを検出するようにしたため、部屋や廊下等の警戒区域を検煙空間と見做し、火災感知器が設置された天井面から斜め下向きに照明の影響を受けにくい近赤外波長帯域の光ビームを照射し、火災により煙層が形成された場合には、光ビームの照射による煙の散乱光を天井面にライン状に配置した複数の受光部で受光すると、煙層の増加に対し複数の受光部からの受光信号が光ビームの発光部側から順番に増加し、この複数の受光信号の変化から煙層の高さを検出できる。
また、避難誘導制御部は、煙層検出部により検出された煙層の高さに基づいて警戒区域の空気層の高さを算出し、空気層の高さが所定の避難限界高さ以上の場合に安全区域と判定して報知し、所定の避難限界高さ未満の場合に危険区域と判定して報知するようにしたため、例えば警戒区域の天井高さは例えば2.5メートルと予め分かっていることから、
(空気層の高さ)=(天井高さ)−(煙層の高さ)
となり、人が安全に避難可能な避難限界高さは例えば1.5メートルであり、検出された煙層の高さから各監視区域の空気層の高さを算出して安全区域か危険区域かを判定し、これを報知することで、安全且つ迅速な避難誘導に役立たせることができる。
また、避難誘導制御部は、危険区域を優先避難区域に指定して報知させるようにしたため、空気層の高さが避難限界高さを下回った危険区域に対し優先的に避難誘導を指示することで、煙に巻かれて身動きできなくなる前に優先的に避難させ、人的被害の発生をなくすことを可能とする。
図1はR型火災報知設備の概略をR型火災受信機の機能構成と共に示した説明図である。図1に示すように、火災感知器の設置場所単位(アドレス単位)に火災を監視するR型火災報知設備は、建物の防災センタや管理人室等にR型火災受信機10が設置されており、R型火災受信機10から警戒区域に引き出された信号回線12に、天井面に設置された感知器ベース14を介してアナログ火災感知器16が接続されている。
(空気層の高さH3)=(天井高さH1)−(煙層の高さH2)
として算出し、空気層の高さH3が所定の避難限界高さHth以上又は超える場合に安全区域と判定し、所定の避難限界高さHth未満又は以下の場合に危険区域と判定し、この判定結果は、ディスプレイ装置24に表示している建物平面図に、色分け等により安全区域と危険区域が表示される。
図2は図1のアナログ火災感知器の機能構成を示した説明図である。図2に示すように、アナログ火災感知器16は、電源部38、伝送部40、感知器制御部42、火災センサ部44、発報表示灯45及び煙層検出部18により構成される。電源部38はSC線12aとC線12bからなる信号回線12により受信機側から供給された電源電圧を入力し、所定の定電圧を感知器電源電圧として出力する。なお、信号回線12には、伝送用のSC線12aとC線12bに加えて、専用の電源線を設けるようにしても良い。
図3は図1のR型火災報知設備におけるR型火災受信機とアナログ火災感知器との間の信号伝送を示したタイムチャートであり、図3(A)に下り信号の伝送を示し、図3(B)に上り信号の伝送を示す。
図4は図1の火災受信機による制御動作を示したフローチャートであり、受信機制御部20による制御となる。
図5は図4のステップS7における避難誘導制御の詳細を示したフローチャートであり、図1のR型火災受信機10に設けられた避難誘導制御部36による制御となる。
図6はミリ波レーダを用いた煙層の高さ検出を示した説明図であり、図6(A)は通常監視状態を示し、図6(B)は火災による煙が流入した状態を示す。
図8はCCDカメラを用いた煙層の高さ検出を示した説明図であり、図8(A)は通常監視状態を示し、図8(B)は火災による煙が流入した状態を示す。
図10は天井面温度による煙層の高さ検出を示した説明図であり、図10(A)は通常監視状態を示し、図10(B)は火災による煙が流入した状態を示す。
図12は温度境界による煙層の高さ検出を示した説明図であり、図12(A)は通常監視状態を示し、図12(B)は火災による煙が流入した状態を示す。
図14は煙散乱光による煙層の高さ検出を示した説明図であり、図14(A)は通常監視状態を示し、図14(B)は火災初期の煙層を示す。図15は図14に続く散乱光による煙層の高さ検出を示した説明図であり、図15(C)(D)は図14(B)に続いて煙層が拡大していく状態を示す。
(煙層検出部)
本発明による煙層検出部は、上記の実施形態に示したミリ波レーダ、CCDカメラ、天井面温度による煙層検出、境界温度による煙層検出、及び散乱光による煙層検出に限定されず、例えば火災時に発生する炭酸ガスや水蒸気、ススの吸収スペクトルを利用してレーザーで判別し、煙層の境界高さを推定するようにしても良く、煙層の高さを検出するための適宜のデバイス、センサ、制御機能を含むものである。
上記の実施形態は、R型火災報知設備を例にとるものであったが、信号回線単位に火災を検出して警報するP型火災報知設備について、P型火災受信機からの信号回線に接続されたオンオフ型火災感知器に前述した煙層検出部の機能を設け、受信機側で火災時に各監視区域の煙層の高さに基づき避難誘導制御を行うようにしても良い。この場合、P型火災受信機及びオンオフ型火災感知器は煙層の高さを示す検出データを受信機側に送信するデータ伝送機能がないことから、受信機及び感知器側にデータ伝送機能を設けることになる。
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
12:信号回線
14:感知器ベース
14a,16a:嵌合構造
16:アナログ火災感知器
18:煙層検出部
20:受信機制御部
22,40:伝送部
24:ディスプレイ装置
26:表示部
28:操作部
30:警報部
32:移報部
34:火災監視制御部
36:避難誘導制御部
38,46:電源部
42:感知器制御部
44:火災センサ部
45:発報表示灯
50:ミリ波レーダ
52:送受信波
60:煙層
61:空気層
62:CCDカメラ
64:撮像領域
66:温度検出部
70:空間温度検出部
72:ウェイト
74−1〜74−3:温度検出素子
76:吊下げケーブル
80:発光部
82:光ビーム
84:リニア型受光部
86−1〜86−3:受光素子
Claims (8)
- 警戒区域の天井面に設置された火災感知器から送信された火災検出信号を火災受信機で受信して火災警報を出力させる火災報知設備に於いて、
火災により発生した煙層の高さを検出して前記火災受信機へ送信する煙層検出部と、
前記火災受信機に設けられ、前記煙層検出部により検出された前記煙層の高さに基づいて避難誘導情報を生成して報知させる避難誘導制御部と、
が設けられたことを特徴とする火災報知設備。
- 請求項1記載の火災報知設備に於いて、
前記煙層検出部は、所定周波数のミリ波電波を発射した場合の反射波に基づいて前記煙層高さを検出するミリ波レーダを備えたことを特徴とする火災報知設備。
- 請求項1記載の火災報知設備に於いて、
前記煙層検出部は、前記火災感知器の下側領域を撮像した画像に基づいて前記煙層高さを検出する撮像部を備えたことを特徴とする火災報知設備。
- 請求項1記載の火災報知設備に於いて、
前記煙層検出部は、前記火災感知器が設置された監視区域の天井面近傍の空間の温度を天井面温度として天井面温度を検出する温度検出部を備えると共に、前記天井面温度に対応した煙層高さを予め記憶し、前記火災受信機で火災が判定された場合に、前記温度検出部により検出された前記天井面温度に対応する前記煙層高さを読み出して前記火災受信機に送信することを特徴とする火災報知設備。
- 請求項1記載の火災報知設備に於いて、
前記煙層検出部は、前記火災受信機により火災が判定された場合に、複数の温度検出素子を所定間隔で配置した紐部材を降下させ、前記複数の温度検出素子で検出された高さ方向の温度分布から煙層と空気層の境界を判定して煙層の高さを検出することを特徴とする火災報知設備。
- 請求項1記載の火災報知設備に於いて、
前記煙層検出部は、
前記天井面に対し斜め下向きの所定角度の方向に所定波長の光ビームを照射するビーム発光部と、
前記光ビームの天井面に対する投影方向に所定間隔でライン状に配置され、前記煙層に対する前記光ビームの照射による散乱光を受光して受光信号を出力する複数の受光部と、
を備え、前記複数の受光部から出力された受光信号に基づいて前記煙層の高さを検出することを特徴とする火災報知設備。
- 請求項1記載の火災報知設備に於いて、
前記避難誘導制御部は、前記煙層検出部により検出された前記煙層の高さ基づいて前記警戒区域の空気層の高さを算出し、前記空気層の高さが所定の避難限界高さ以上の場合に安全区域と判定して報知し、前記所定の避難限界高さ未満の場合に危険区域と判定して報知することを特徴とする火災報知設備。
- 請求項7記載の火災報知設備に於いて、
前記避難誘導制御部は、前記危険区域を優先避難区域に指定して報知させることを特徴とする火災報知設備。
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