偵煙性能比較分析

一般建築物的火災對策多以如何快速地避難至戶外為考量，但對 行動不便或臥床的高齡者而言，貿然進行大規模避難反而會使居住者 承受更多的風險，近年「火災居室離室避難；非火災居室初期就地避 難」的概念已逐漸達成共識。然而，火災居室離室避難的過程中，災 害仍持續不斷的擴大中，災害擴大的程度的變數之一，即為火警探測 系統反應時間。

當探測系統動作正常的情況下，其反應時間，決定災害擴大的程 度。依據我國火警探測器認可基準，差動式局限型偵溫探測器(2 種) 在偵測到溫度高於室溫 30℃，以風速 85 cm/sec 之氣流吹向時，應在 30 秒內動作；光電式局限型偵煙探測器(2 種，非蓄積型)在偵測到含 有每公尺減光率 1.5K(2 種，K 為 10)濃度之煙，以風速 20～40 cm/sec 之氣流吹向時，應在 30 秒內動作。火災發生後至達到閃燃(Flash Over) 為止的時間，稱為閃燃時間，當閃燃發生時，人在室中已無法生存，

故所有人員必須在此之前向室外逃生【24】。由此可知，若要滿足火 災居室離室避難的條件，其避難時間應小於閃燃時間。

然而，閃燃時間之長短，受到裝潢材料、開口率、火源大小等因 素之影響，無法一概而論，但在達到閃燃前之火源成長初期，應是進 行滅火的最佳時機，若探測器能及早偵測到火煙，無論是以滅火器或 是自動滅火設備進行滅火動作，應可獲得最佳之效果。

與此同時，考量安養及長照服務機構進住住民可能不具有自主避 難能力，於災害發生時在工作人員以被單或推床等器材協助避難的情 況下，其起火居室完成離室避難的時間，除了考慮搬運移動時間外，

及使用之移動器具而有所不同，使用推床、輪椅、毛毯及助行器時，

約需要 10～38 秒的移動準備時間；仰賴相關儀器之無行動能力的病 患，其移動準備時間可能需要 180～600 秒【1】。上述各種時間累計 後，其避難時間恐有超過閃燃時間之虞，故火警探測系統的反應時間 快慢，對於避難容許時間有極大的影響。

為了比較吸氣式偵煙探測系統與光電式局限型偵煙探測器於火 災初期偵煙反應時間，本研究於雲林科技大學防火工程中心的實驗室 進行全尺寸實驗，根據劉芸蓁在 2012 的研究統計指出【18】，國內中 小型安養及長照服務機構單一房間之平均樓地板面積約為 40 m²，因 此本研究規劃以長 7.2m×寬 6.3m(面積約 45m²)之空間進行實驗，以契 合實際現況，實驗空間配置如圖 3-5 所示。

圖 3-5 實驗空間配置圖

(資料來源：本研究整理)

期偵煙反應時間所使用之儀器設備如表 3-1 所示。

實驗步驟如下：

1. 打開發煙機使其預熱，直至 370℃為止。

2. 調整氣體驅動鋼瓶壓力至 6.5psi(最小發煙壓力)。

3. 同步開啟無紙式紀錄器(紀錄光電式局限型探測器反應時 間用)及電腦紀錄軟體(紀錄吸氣式偵煙探測系統煙濃度 用及設定閥值)。

4. 火盆倒入 250CC 酒精後點火，並開啟發煙機放煙。

5. 持續放煙直至吸氣式偵煙探測系統達到靈敏度 Class C [一般感度 (> 2.0 %obs/m)]以上，以及光電式局限型探測 器作動(以亮燈表示)。

6. 實驗結束。

表 3-1 實驗設備一覽表

設備名稱 圖片

光電式局限型探測器 及

吸氣式偵煙探測系統之取樣 吸入孔

吸氣式偵煙探測系統主機

電腦(紀錄吸氣式偵煙探測 系統實驗數據用)

(資料來源：本研究整理)

圖 3-6 實驗現況圖(0 秒，實驗前)

(資料來源：本研究整理)

圖 3-7 實驗現況圖(116 秒，實驗中)

(資料來源：本研究整理)

吸氣式偵煙探測系統達到靈敏度 Class C [一般感度 (> 2.0 %obs/m)]

圖 3-8 實驗現況圖(272 秒，實驗中)

(資料來源：本研究整理)

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00

1 20 39 58 77 96 115 134 153 172 191 210 229 248 267 286

煙 濃 度

秒數 吸氣式煙濃度%obs/m

圖 3-9 吸氣式偵煙探測系統煙濃度實驗數據圖

(資料來源：本研究整理)

光電式局限型偵煙探測器作動

吸氣式偵煙探測系統達到 靈敏度 Class C [一般感度 (> 2.0 %obs/m)]之時間。

(約 116 秒)

0 10 20 30 40 50 60

1 20 39 58 77 96 115 134 153 172 191 210 229 248 267 286

電 壓 值 v

秒數 侷限型光電式電壓反應

圖 3-10 光電式局限型偵煙探測器反應時間實驗數據圖

(資料來源：本研究整理)

依據實驗結果之照片及數據可知，吸氣式偵煙探測系統達到靈敏 度 Class C [一般感度 (> 2.0 %obs/m)]之時間約為 116 秒，而光電式局 限型偵煙探測器直至 272 秒才作動，此時吸氣式偵煙探測系統量測到 之煙濃度已達到 13.95 %obs/m，其時間差約為 156 秒，即為 2.5 分鐘 左右的時間。

依據參考資料【41】，病床若起火，約在 150 秒左右進入成長期，

約在 270 秒進入最盛期，假設病床燃燒所產生之發煙量與本研究實驗 相似，這表示吸氣式偵煙探測系統作動時，火勢仍在進入成長期前之 火災初期，而當光電式局限型偵煙探測器作動時，火勢已進入最盛 期，此時火勢一般民眾恐已難以撲滅，但若是可以在火災初期即發現 狀況，應可降低災損之範圍。

光電式局限型偵煙 探測器作動時間。

(約 272 秒)

圖 3-11 病床與防火床熱釋放率比較圖

(資料來源：參考書目 41)