独立式感烟报警探测器声音测试国内外标准差异分析

钱伶琳

（上海市质量监督检验技术研究院 上海 200233）

前言

近年来，随着社会经济发展，城市化带来的人、财、物集中度越来越高，火灾造成的不利影响也越来越大。独立式感烟探测器作为早期火灾预警的有效手段，正越来越多地被人们认识并接受[1]。

产品需求的不断扩展，是产品品质提升的最大动力。过去，独立式感烟报警探测器标准的重点在于考核探测器的可靠性，即在不同环境条件下（如高低温、腐蚀、低压、电磁干扰等），产品正常工作的能力，对产品报警声音的考核着力较少。随着人们对听觉舒适度关注的提升，声品质概念的接受度也愈发广泛[2]。近几年是火灾探测报警器国内外标准换版的高峰期，独立式感烟探测器国标新版尚未发布，本文通过对国内外标准差异的分析比较，以期为企业开发产品、标准修订提供一些新的思路。

1 不同独立式感烟探测器标准对报警音的要求

独立式感烟探测器标准主要有GB 20517 、UL 217 、EN 14604 、VdS 3131 、ISO 12239以及 AS 3786 。感烟探测报警器最早由英国人发明，产品标准也一直走在前端。EN 14604的测试项目框架既被AS标准借鉴，也是ISO标准参考的基础标准。AS标准在上述标准中最早就报警器声音提出人性化设计指标，但只是可选功能，非强制要求。ISO标准2010版也曾提出声音要求，不过到了2021版就基本采用AS标准的写法了。DIN EN 14604转化自EN 14604，在该标准的基础上VdS 3131作为附加，提出了更高的要求，涉及电池寿命、湿热、腐蚀等项目，但对声音没有做特殊规定。UL标准思路与EN标准不同，对产品部件的考核更为细致[3-8]。本文选择GB、EN、UL、AS、ISO标准作为典型进行比较。

2 报警信号时序模式差异分析

EN 14604 : 2005 + A1 : 2008和GB 20517 - 2006对报警信号时序模式均无规定。AS 3786 : 2014 + A1 : 2015 +A2 : 2018 4.2.1.1要求探测器报警声信号模式应满足ISO 8201或ISO 7731。

UL217 : 2020 38.2.1 若报警信号用于紧急疏散，则信号应满足图1所示的“3脉冲”模式。若报警信号非用于紧急疏散，则信号应区别于“3脉冲”模式。38.2.2若语音信号小于1.5 s，则该信号可以插入图1中所有c状态的时间段。若语音信号大于1.5 s，不大于1 0 s，则9个“3脉冲”周期才能插入语音信号，且随后至少再有2个“3脉冲”周期，然后再插入语音信号，随后至少再有2个“3脉冲”周期。

图1 “3脉冲”模式（ISO 8201）

ISO 12239 : 2021 4.5.1.1探测器报警声信号模式应满足ISO 8201或ISO 7731； 4.27.2语音信息（可选功能）对于需要马上行动的语音报警信号，警示信息和语音信息的顺序应满足：（a）警示信息持续2～10 s，然后（b）静默0.25～2 s，然后（c）播放语音信息，（d）静默0.25～5 s；每个周期不能超过30 s。

对比可以发现，AS、UL和ISO对于非语音报警信号要求一致，提出ISO 8201或ISO 7731主要是为了区分紧急与非紧急疏散信号。紧急疏散信号也就是“3脉冲”模式，由ISO 8201做明确规定。UL和ISO语音信号周期上略有差异。而GB和EN标准没有做具体规定。

3 报警信号声音大小差异分析

各标准间对比见表1 ，差异主要体现在声压级限值略有差异，是否有声音渐变以及耐久性要求。

表1 各标准间对比

从标准结构上看，不同于除UL外的其他标准，EN对声压大小的规定没有放入第四章总要求，而是写入第五章方法。AS标准最早提出作为产品设计时的可选功能，报警探测器报警音可以从小声量开始逐渐升高，这样的设计对于用户非常友好，考虑到睡眠较轻人群以及老年人群，突然大音量的报警容易造成惊吓，而产生一些不良后果。ISO标准也吸收采用了这种考虑。

4 报警信号频率差异分析

GB 20517-2006对报警信号频率无规定。BS EN 14604:2005 5.17.3中提到最大标称频率不得大于3.5 kHz。ISO与AS标准保持一致，同样提出作为产品的可选功能，信号可选520 Hz作为基础频率，与其奇数谐波一起，声波波形接近于方波。UL标准则对频率520 Hz规格产品做了更细化的规定：低频报警声音信号应含有520（F1） Hz±10 %的基础频率，并带有1560 （F3）、2600（F5）、3640（F7）Hz±10 %的谐波，F3 、F5 、F7与 F1的声压差值应分别小于20 dB、30 dB、50 dB。

Bruck及其同事[9-10]通过比对试验发现采用520 Hz方波的报警器与采用其他频率的报警器比起来，这种报警器环境穿透性更强，对不同年龄以及不同听觉状态下人群警醒的能力更强，遗憾的是目前市面上采用该频率的产品还比较少。

ISO和AS的要求比较模糊，没有定量方式来衡量，相比之下UL标准的可操作性更强。其要求在声波时域图中如图2所示。当奇次谐波与基波的声压差满足一定要求时，合成波近似于方波，人耳听起来也比较舒服。UL要求即d1 、d2 、d3分别小于20 dB、30 dB、50 dB。反之则不呈现方波，入耳感觉较差，如图3所示。

图2 基波与谐波近似方波的时域图

图3 基波与谐波非近似方波的时域图

5 总结

随着人们生活水平的提高，人们对产品的诉求也在不断提升。独立式独立式感烟报警探测器已逐渐从工业品，慢慢变成居民常日选购安装在家中的消费品。产品之间的竞争逐步从客观参数指标，扩展到主观评价。报警探测器的首要任务是发现火情，然后将信息传达给场所中的人们。之前的标准注意力多集中与报警器在不同条件下正常运行的可靠性，对声音考核相对较少。声音恰恰是传达火情信息的最重要手段，相比于探测器本身的报警灯，它的警醒作用更强。而报警音涉及心理舒适度、人耳感受响度、唤醒效率、耳损伤等多方面，我国作为制造大国，我国标准需要更快地与国际标准接轨，让产品为更广泛的人群接受，使火灾报警器为火灾预警发挥更大的功效。