JP5291743B2 - 火災警報システム - Google Patents

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Description

本発明は、複数の感知器がそれぞれに通信可能に接続され、複数の感知器のうち少なくとも一つの感知器が火災を検知する火災検知部を備えた火災警報システムに関する。
現在、家庭、オフィス、公共施設等、様々な場所に火災警報器が設置されている。特に、消防法の改正により、建物内における特定場所への設置が義務付けられたため、一つの建物に複数の火災警報器が設置されている。
このように、一つの建物内に複数の火災警報器が設置されている場合には、いずれかの火災警報器において火災が検知されれば、その建物内にいる人に対して発報できるため、火災の報知には有利である。
しかし、複数の火災警報器が設置されている場合でも、出火場所との位置関係によっては発報が遅れる場合がある。このような問題を解決するために、多階層からなる建物内の各階層に火災警報器を設置し、いずれかの火災警報器により所定値以上の火災を示す物理量(一酸化炭素濃度、煙濃度)が検知された場合に、他の火災警報器においてその物理量を検知すると火災が発生したと判断する火災警報器が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1の火災警報器では、一酸化炭素濃度や煙濃度が火災の発生を判断するための閾値までは達していないものの、他の火災警報器で一酸化炭素や煙が検知された際には、火災が発生していると判断する。すなわち、特許文献1の火災警報器では、複数階層において、火災を示す物理量が検知された際に、火災が発生していると判断することにより、火災の初期検知を可能にしている。
特開2006−277138号公報(請求項2、段落番号0049−0056、図8)
しかしながら、特許文献1の火災警報器では、一の火災警報器が所定値以上の一酸化炭素または煙を検知すると、他の火災警報器は微量の一酸化炭素や煙を感知しただけでも火災が発生したと判断するため、実際には火災が生じていないにも関わらず発報する誤発報の可能性が高くなる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、火災の誤検知を抑制しつつ、火災の早期検知を可能とする火災警報システムを提供することである。
上記課題を解決するため、本発明の火災警報システムは、複数の感知器が互いに通信可能に接続された火災警報システムであって、前記感知器は、火災状態に関連する物理量を測定する測定部と、前記測定部により測定された測定値が異常状態を判定するための異常検知条件を充足した際に異常検知信号を送信する送信部と、を備え、前記複数の感知器のうち少なくとも一つの感知器は、前記測定部により測定された測定値と所定の火災検知閾値とを比較することにより火災を検知するとともに、前記測定値と前記火災検知閾値より低い所定の異常検知閾値とを比較することにより異常状態を検知する火災検知部と、前記複数の感知器のうちの他の前記感知器からの前記異常検知信号を受信する受信部と、前記受信部により前記異常検知信号を受信した際に前記火災検知閾値を通常より低い値であって、前記異常検知閾値より高い値に変更する閾値変更部と、をさらに備え、前記感知器は、少なくとも前記火災状態に関連する物理量である一酸化炭素濃度と煙濃度とを計測する前記測定部としての一酸化炭素濃度測定部と煙濃度測定部とを備え、前記閾値変更部は、前記一酸化炭素濃度測定部と煙濃度測定部とにより測定された前記一酸化炭素濃度と煙濃度との一方が対応する所定の複合検知閾値を超えた際に、前記一酸化炭素濃度と煙濃度との他方に対応する前記火災検知閾値を通常より低い値であって、前記異常検知閾値より高い値に変更する
この構成では、一の感知器の測定部により測定された火災状態に関連する物理量の測定値が異常状態を判定するための異常検知条件を充足した際に、その一の感知器から他の感知器に対して異常検知信号が送信される。一方、異常検知信号を受信した他の感知器は、自身に設定されている火災が発生していると判定するための火災検知閾値を通常より低い値であって、異常状態を検知するための所定の異常検知閾値より高い値に変更する。したがって、異常検知信号を受信した感知器では、通常の火災検知閾値よりも低い測定値で火災が発生したと判定するため、火災を早期に検知することができる。また、火災検知閾値を通常より低い値であって、前記異常検知閾値より高い値に設定するだけであるため、火災の誤検知も抑制することができる。感知器は火災を検知するために一酸化炭素濃度と煙濃度とを測定し、その一方の測定値が複合検知閾値を超えた際には、他方の火災検知閾値を低く設定する。これにより、一酸化炭素と煙とが複合的に発生する火災の場合に、火災の早期検知が可能となる。
本発明の火災警報システムの好適な実施形態の一つでは、少なくとも一つの前記感知器が複数の部屋を有する建物における最上階以外の同一階の前記部屋どうしを繋ぐ竪穴空間に面する空間に設置される。
一般的に、建物の部屋は建物外部に対する気密性に比べて建物の部屋どうしの気密性は低くなっている。そのため、建物の部屋で火災が発生した場合には、火災によって生じた一酸化炭素や煙は建物外部に流出するよりも、建物内部の他の部屋に流出しやすく、さらに暖められた一酸化炭素や煙は建物の上方に向かうため、階段などの竪穴空間に流れ易くなる。そのため、上記構成のように、複数の部屋を有する建物における最上階以外の同一階の前記部屋どうしを繋ぐ竪穴空間に面する空間(廊下等)に少なくとも一の感知器を設置しておけば、火災が発生した部屋から他の部屋に流れる一酸化炭素や煙を早期に検知できるため、好ましい。なお、本発明の竪穴空間とは階段、吹き抜け等の建物の下階と上階とを繋ぐ空間である。
上記課題を解決するため、本発明の火災警報システムは、複数の感知器が互いに通信可能に接続された火災警報システムであって、前記感知器は、火災状態に関連する物理量を測定する測定部と、前記測定部により測定された測定値が異常状態を判定するための異常検知条件を充足した際に異常検知信号を送信する送信部と、を備え、前記複数の感知器のうち少なくとも一つの感知器は、前記測定部により測定された測定値と所定の火災検知閾値とを比較することにより火災を検知するとともに、前記測定値と前記火災検知閾値より低い所定の異常検知閾値とを比較することにより異常状態を検知する火災検知部と、前記複数の感知器のうちの他の前記感知器からの前記異常検知信号を受信する受信部と、前記受信部により前記異常検知信号を受信した際に前記火災検知閾値を通常より低い値であって、前記異常検知閾値より高い値に変更する閾値変更部と、をさらに備えた。
この構成では、一の感知器の測定部により測定された火災状態に関連する物理量の測定値が異常状態を判定するための異常検知条件を充足した際に、その一の感知器から他の感知器に対して異常検知信号が送信される。一方、異常検知信号を受信した他の感知器は、自身に設定されている火災が発生していると判定するための火災検知閾値を通常より低い値であって、異常状態を検知するための所定の異常検知閾値より高い値に変更する。したがって、異常検知信号を受信した感知器では、通常の火災検知閾値よりも低い測定値で火災が発生したと判定するため、火災を早期に検知することができる。また、火災検知閾値を通常より低い値であって、前記異常検知閾値より高い値に設定するだけであるため、火災の誤検知も抑制することができる。火災の誤検知も抑制することができる。
火災警報システムのシステム構成図である。 火災警報システムの機能ブロック図である。 実験を行った家屋の見取図および警報器の配置を示す図である。 実施例1における火災警報システムの処理の流れを表すフローチャートである。 火災が発生した部屋の一酸化炭素濃度および煙濃度の時系列変化を表すグラフである。 火災警報器1aにより測定された一酸化炭素濃度および煙濃度の時系列変化を表すグラフである。 火災警報器1bにより測定された一酸化炭素濃度および煙濃度の時系列変化を表すグラフである。 火災警報器1cにより測定された一酸化炭素濃度および煙濃度の時系列変化を表すグラフである。 実施例2における火災警報システムの処理の流れを表すフローチャートである。
以下に、図面を用いて本発明の火災警報システムの実施形態を説明する。図1,図2はそれぞれ本実施形態における火災警報システムのシステム構成図、機能ブロック図である。図に示すように、本実施形態における火災警報システムは、4台の火災警報器(本発明の感知器の例)1a,1b,1cおよび1dを備えている。なお、以下の説明においてそれぞれの火災警報器1a,1b,1cおよび1dを区別する必要がない場合には火災警報器1と表記する。
本実施形態では、それぞれの火災警報器1は有線により通信可能に接続されている。当然ながら、それぞれの火災警報器1を無線通信可能に接続しても構わない。また、本実施形態では、4台の火災警報器1を備えているが、火災警報器1の数は適宜変更可能である。
図1および図2に示すように、本実施形態の火災警報器1は、警報器全体の動作を制御する制御部10、測定部21によって測定された物理量に基づいて火災状態または異常状態を検知する火災検知部11、火災検知部11により異常状態が検知された際に他の火災警報器1に対して異常検知信号を送信する送信部12、他の火災警報器1から異常検知信号を受信する受信部13、他の火災警報器1から異常検知信号を受信した際に火災状態を判定する閾値(以下、火災検知閾値と称する)を変更する閾値変更部14、火災状態を示す物理量を測定する測定部21、火災状態を検知した際に音声や警告音を発するためのスピーカ22、スピーカ22からの音声を停止させる発報停止ボタン23を備えている。本実施形態では、制御部10、火災検知部11、送信部12、受信部13、閾値変更部14はCPU(Central Processing Unit)やマイコン等とソフトウェアとが協働することにより構成されている。なお、本発明における異常状態とは、測定部21により測定された物理量が火災状態を示すまでに達していないものの、通常状態とは異なっている状態を意味している。
制御部10は、発報や発報の停止をはじめとする火災警報器1全体の制御を司る機能を有している。
火災検知部11は、測定部21により測定された物理量を取得し、その物理量と火災検知閾値とを比較することにより火災を検知する機能、および、その物理量と異常状態を検知するための閾値(以下、異常検知閾値と称する)とに基づいて異常状態を検知する機能を有している。火災検知部11は、火災状態を検知するとその旨を制御部10に通知し、制御部10はそれに応じた発報を行う。一方、火災検知部11は、異常状態を検知すると、送信部13を介してその旨を表す異常検知信号を他の火災警報器1に送信する。
閾値変更部14は、受信部13を介して他の火災警報器1から異常検知信号を受信した際に、火災検知閾値を引き下げる機能を有している。
また、本実施形態では、測定部21は、空気中の一酸化炭素濃度(本発明の火災状態に関連する物理量の例)を測定する一酸化炭素濃度測定部21a、煙濃度(本発明の火災状態に関連する物理量の例)を測定する煙濃度測定部21bにより構成されている。一酸化炭素測定部21aは、電気化学式センサにより構成されており、煙濃度測定部21bは散乱光式煙センサにより構成されている。一酸化炭素濃度測定部21aおよび煙濃度測定部21bは所定のサンプリング間隔で一酸化炭素濃度および煙濃度を測定し、火災検知部11に入力している。当然ながら、これらの測定部21は他の方式のセンサにより構成されても構わない。また、本発明の火災状態に関連する物理量とは、火災が発生していない状態と火災が発生している状態とで異なる特性の物理量であり、火災状態に関連する物理量として、温度等他の物理量を用いても構わない。その場合には、用いる物理量に適したセンサ等を測定部21として採用すればよい。
以下に、実際の実験結果および図4のフローチャートを用いて本発明の火災警報システムの実施例1における処理の流れを説明する。図3は、実験に用いた家屋の見取図である。図に示すように、実験に用いた家屋は2階建で、1階通路(通路1)に火災警報器1a、2階の階段室上方に火災警報器1b、2階の部屋2に火災警報器1cが設置されている。部屋1は、ドアを介して1階通路と出入り可能となっている。一方、部屋2はドアを介して2階通路と出入り可能となっている。なお、本発明における部屋とは寝室、リビング等の居室だけでなく、階段室等をも含む概念である。したがって、通路1は、同一階(1階)の部屋どうし(部屋1と階段室と)を繋ぐ空間である。
実験時においては、部屋1において布団を電気ヒータにより加熱し、燻焼火災を再現した。図5は、部屋1における一酸化炭素濃度、および煙濃度の時系列変化を示すグラフである。図中、実線が一酸化炭素濃度、点線が煙濃度を表している。図から明らかなように、実験開始から5分程度経過した時点から一酸化炭素濃度および煙濃度は急激に上昇を始めている。また、図6から8は火災警報器1a,1bおよび1cにより測定された一酸化炭素濃度および煙濃度の時系列変化である。
このような状態における各火災警報器1の動作を以下に説明する。本実施例では、以下の条件(以下、火災検知条件と称する)を用いており、いずれかが充足された際に火災状態と判定している。
(1)取得した煙濃度が対応する高濃度の火災検知閾値(以下、高濃度火災検知閾値と称する)を超えた
(2)取得した煙濃度が対応する高濃度火災検知閾値以下、かつ、低濃度の火災検知閾値(以下、低濃度火災検知閾値と称する)を超えた状態が所定時間継続した
(3)取得した煙濃度が対応する高濃度火災検知閾値以下、かつ、一酸化炭素濃度が対応する火災検知閾値を超えた
初期状態では、煙濃度の高濃度火災検知閾値および低濃度火災検知閾値はそれぞれ10%/m、7.5%/m、一酸化炭素濃度の火災検知閾値は30ppmとしている。また、条件の(2)における所定時間は5分としている。当然ながら、火災検知条件はこれらに限定されるものではなく、火災検知閾値等の条件は適宜変更可能である。
この火災検知条件と図5のグラフとを比較すると、17分程度経過した時点で煙濃度が10%/mとなり、火災検知条件(1)を充足する。したがって、火災警報器1d単独で火災を検知する場合には、火災発生から17分程度経過時点で火災が検知されることとなる。一方、他の火災警報器1により検知された異常状態に連動した火災の検知は以下のようになる。
本実施形態では、異常状態の検知は以下の条件(以下、異常検知条件と称する)を用いており、いずれかが充足された際に異常状態と判定している。
(1)煙濃度5%/m以上
(2)煙と一酸化炭素とが同時発生し、煙濃度が1.0%/m以上、一酸化炭素濃度が30ppm以上
なお、本実施形態では、煙と一酸化炭素との同時発生とは、煙濃度が0.5%/m以上になった時刻と、一酸化炭素濃度が5ppm以上となった時刻との差が1時間以内である場合を言う。当然ながら、異常検知条件はこれらに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
以下の説明では、火災警報器1aにおいて異常状態を検知し、それに連動して他の火災警報器1が火災を検知する処理について説明する。
上述したように一酸化炭素濃度測定部21aおよび煙濃度測定部21bにより測定された測定値は火災検知部11に入力されており、火災検知部11は所定タイミング(例えば、1秒)毎にその測定値が上述の火災検知条件を充足しているか否かを判定することにより、火災状態であるか否かを判定している(#01)。火災検知部11は火災を検知したと判定する(#01のYes分岐)。このとき、火災検知部11から制御部10に対して火災を検知した旨の情報が伝達され、制御部10はスピーカ22から火災が発生した旨を発報する(#04)。
一方、火災状態でないと判定した(#01のNo分岐)火災検知部11は、取得した一酸化炭素濃度および煙濃度が上述した異常検知条件を充足するか否かを判定する(#02)。異常検知条件を充足しない場合には(#02のNo分岐)、処理は#01に移行し上述の処理を繰り返す。
一方、異常検知条件を充足した(#02のYes分岐)、すなわち、異常状態を検知した火災検知部11は、送信部12を介して他の火災警報器1に対して異常検知信号を送信する(#03)。ここで、図6のグラフを見ると火災発生から8分経過頃に煙と一酸化炭素の同時発生が見られ、14分経過頃に煙濃度が1.0%/m、一酸化炭素濃度が30ppmを超えており、この時点で異常検知条件(2)が充足されている。そのため、この時点で火災警報器1aから火災警報器1b,1cおよび1dに対して異常検知信号が送信される。なお、火災発生から15分経過後に異常検知条件(1)が充足されるが、既に異常検知信号を送信しているため、この時点での異常検知信号の送信は行わない。
火災警報器1aから送信された異常検知信号は、それぞれの受信部13を介して火災警報器1b,1cおよび1dに受信され(#11)、異常検知信号を受信した旨は閾値変更部14に通知される。通知を受けた閾値変更部14は、火災検知閾値を初期値よりも低く設定する(#12)。具体的には、火災警報器1b,1cおよび1dは異常検知信号を受信した際(火災発生から約14分後)に煙濃度の低濃度火災検知閾値および高濃度火災検知閾値をそれぞれ引き下げるとともに、一酸化炭素濃度の火災検知閾値を引き下げる。図7および図8には、火災検知閾値の引き下げの様子が示されている。この例では、煙濃度に対する高濃度火災検知閾値を7.5%/mに引き下げている。
その後、火災警報器1b,1cおよび1dでは火災検知条件にこの引き下げられた火災検知閾値を適用して以降の火災検知処理を実行し(#13)、火災を検知すると火災警報器1aと同様に発報を行う(#14)。
ここで図5を再度参照すると、火災警報器1dでは高濃度火災検知閾値が7.5%/mに引き下げられたことにより、火災警報器1aから異常検知信号が送信された時点(火災発生から14分程度経過時)で部屋1の煙濃度は火災検知閾値を超えていることが分かる。そのため、火災警報器1dは火災発生から14分程度経過した時点で火災を検知することができ、火災警報器1d単独よりも3分程度早期に火災を検知することができる。
一方、図7および図8を再度参照すると、火災警報器1bでは図7に示すように、初期の火災検知閾値では火災発生から約37分後に火災が検知されたのに対して、変更された火災検知閾値を用いると約32分後に火災を検知することができる。一方、火災警報器1cでは、初期の火災検知閾値では火災発生から約40分後に火災が検知されたのに対して、変更された火災検知閾値では約35分後に火災を検知することができる。
このように、一の火災警報器1により火災状態に至らないまでも異常状態であることが検知された際に、他の火災警報器1に対してその旨を通知し、他の火災警報器1において火災検知閾値を引き下げることにより、従来よりも早期に火災を検知することができる。また、火災検知閾値を適度に下げるため、火災の誤検知を抑制することができる。
なお、本実施形態では一酸化炭素濃度測定部21aおよび煙濃度測定部21bを備えた複数の火災警報器1により火災警報システムを構成したが、火災警報器1の一部を一酸化炭素警報器、煙警報器、複合(一酸化炭素+煙)警報器に置換する構成としても構わない。また、一酸化炭素感知器、煙感知器、熱感知器、複合(一酸化炭素+煙)感知器等の火災に関する物理量の感知器と少なくとも1台の火災警報器とにより火災警報システムを構成しても構わない。本実施例における火災警報システムで重要な点は、一の火災警報器1により異常状態が検知された際に、他の火災警報器の火災検知閾値が引き下げられる等、火災検知条件が緩和される点にある。これにより、誤検知を低減しつつ、早期の火災検知が可能となる。
実施例1では、一の火災警報器1において異常状態が検知された際に他の火災警報器1において火災検知閾値の引き下げが行われたのに対して、本実施例では、実施例1の形態に加え、一の火災警報器1において一酸化炭素濃度および煙濃度の一方が対応する所定の複合検知閾値を超えた際に、他方に対応する火災検知閾値の引き下げを行うものである。
本実施例の火災警報器1の機能部は実施例1と同様であるため、図2を参照しつつ説明を行う。なお、本実施例の火災検知部11は実施例1で説明した機能に加えて、一酸化炭素濃度が対応する複合検知閾値(例えば30ppm)を超えた、または、煙濃度が対応する複合検知閾値(例えば5%/m)を超えたことを検知し、その旨を閾値変更部14に通知する機能を有している。また、閾値変更部14は実施例1で説明した機能に加えて、火災検知部11からの上述の通知を受けて、火災検知閾値を引き下げる機能を有している。
以下に図9のフローチャートを用いて本実施例の処理の流れを説明する。火災検知部11は実施例1と同様に一酸化炭素濃度測定部21aおよび煙濃度測定部21bからそれぞれ一酸化炭素濃度および煙濃度を取得し、それらが火災検知条件を充足しているか否かを判定することにより、火災状態であるか否かを判定している(#21)。一酸化炭素濃度および煙濃度が上述した火災検知条件を充足すれば火災の発生を検知し(#21のYes分岐)、その旨を制御部10に通知し、発報が行われる(#26)。
一方、火災検知条件が充足されない場合には、火災検知部11は一酸化炭素濃度が一酸化炭素濃度に対する複合検知閾値を超えているか否かを判定する(#22)。本実施形態では、一酸化炭素濃度に対する複合検知閾値は30ppmとするが、この値は適宜変更可能である。一酸化炭素濃度が対応する複合検知閾値を超えていた場合には(#22のYes分岐)、その旨が閾値変更部14に通知され、閾値変更部14では一酸化炭素濃度以外の物理量、すなわち、煙濃度に対する火災検知閾値が引き下げられる(#23)。本実施形態では、煙濃度に対する高濃度火災検知閾値が引き下げられる。
また、火災検知部11は煙濃度が対応する複合検知閾値を超えているか否かを判定する(#24)。本実施形態では、煙濃度に対応する複合検知閾値は5%/mとするが、この値は適宜変更可能である。煙濃度が対応する複合検知閾値を超えていた場合には(#24のYes分岐)、その旨が閾値変更部14に通知され、閾値変更部では煙濃度以外の物理量、すなわち、一酸化炭素濃度に対する火災検知閾値が引き下げられる(#25)。本実施例では、一酸化炭素濃度に対する火災検知閾値が引き下げられる。
これらの処理が完了すると、処理は#21に移行し、上述の処理を繰り返す。なお、上述の処理において火災検知閾値が引き下げられた後には、上述の火災検知条件中の火災検知閾値は引き下げられた火災検知閾値が適用される。
このように、本実施例では、複数の物理量に基づいて火災を検知する場合に、一の物理量が対応する複合検知閾値を超えた際に、他の物理量に対する火災検知閾値を引き下げている。これにより、火災により特定の物理量が急速に増加するような場合に、早期に火災を検知することができる。
本発明は、複数の火災警報器が互いに通信可能に接続された火災警報システムに適用することができる。
1,1a,1b,1c:火災警報器(感知器)
10:制御部
11:火災検知部
12:送信部
13:受信部
14:閾値変更部
21:測定部
21a:一酸化炭素濃度測定部(測定部)
21b:煙濃度測定部(測定部)

Claims (3)

  1. 複数の感知器が互いに通信可能に接続された火災警報システムであって、
    前記感知器は、
    火災状態に関連する物理量を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された測定値が異常状態を判定するための異常検知条件を充足した際に異常検知信号を送信する送信部と、を備え、
    前記複数の感知器のうち少なくとも一つの感知器は、
    前記測定部により測定された測定値と所定の火災検知閾値とを比較することにより火災を検知するとともに、
    前記測定値と前記火災検知閾値より低い所定の異常検知閾値とを比較することにより異常状態を検知する火災検知部と、
    前記複数の感知器のうちの他の前記感知器からの前記異常検知信号を受信する受信部と、
    前記受信部により前記異常検知信号を受信した際に前記火災検知閾値を通常より低い値であって、前記異常検知閾値より高い値に変更する閾値変更部と、をさらに備え
    前記感知器は、少なくとも前記火災状態に関連する物理量である一酸化炭素濃度と煙濃度とを計測する前記測定部としての一酸化炭素濃度測定部と煙濃度測定部とを備え、
    前記閾値変更部は、前記一酸化炭素濃度測定部と煙濃度測定部とにより測定された前記一酸化炭素濃度と煙濃度との一方が対応する所定の複合検知閾値を超えた際に、前記一酸化炭素濃度と煙濃度との他方に対応する前記火災検知閾値を通常より低い値であって、前記異常検知閾値より高い値に変更することを特徴とする火災警報システム。
  2. 少なくとも一つの前記感知器が複数の部屋を有する建物における最上階以外の同一階の前記部屋どうしを繋ぐ竪穴空間に面する空間に設置される請求項1記載の火災警報システム。
  3. 複数の感知器が互いに通信可能に接続された火災警報システムであって、
    前記感知器は、
    火災状態に関連する物理量を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された測定値が異常状態を判定するための異常検知条件を充足した際に異常検知信号を送信する送信部と、を備え、
    前記複数の感知器のうち少なくとも一つの感知器は、
    前記測定部により測定された測定値と所定の火災検知閾値とを比較することにより火災を検知するとともに、
    前記測定値と前記火災検知閾値より低い所定の異常検知閾値とを比較することにより異常状態を検知する火災検知部と、
    前記複数の感知器のうちの他の前記感知器からの前記異常検知信号を受信する受信部と、
    前記受信部により前記異常検知信号を受信した際に前記火災検知閾値を通常より低い値であって、前記異常検知閾値より高い値に変更する閾値変更部と、をさらに備えたことを特徴とする火災警報システム。
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