第三章 實驗初步規劃及標準比較
第二節 八項密閉式撒水頭試驗裝置實測略述
3-2-1 試驗名稱:撒水頭動作功能試驗(以 0.5
kgf cm /
2為例)本設備為自動撒水設備使用之密閉式撒水頭強度試驗檢測裝置,可進行密 閉式撒水頭認可基準(民國90 年 3 月 6 日台(九十)內消字第 9086333 號)之 動作試驗項下之功能試驗。
基 準 要 求 :
1.功 能 試 驗 裝 置 參 考 基 準 附 圖 1 所 示 , 將 撒 水 頭 依 正 常 使 用 之 安 裝 形 式 進 行 安 裝 測 試 。
2.對 於 撒 水 頭 之 每 個 正 常 安 裝 位 置 , 在 0.5、 3.5、 10 kgf⁄cm2 之 水 壓 下 , 分 別 進 行 功 能 試 驗 。 撒 水 頭 啟 動 後 , 在 5 秒 內 達 到 規 定 壓 力 ; 撒 水 時 間 應 不 少 於 90 秒 。
3.撒 水 頭 應 啟 動 靈 活 、 動 作 完 全 , 在 啟 動 後 達 到 規 定 壓 力 , 應 仔 細 觀 察 , 如 出 現 沉 積 現 象 , 不 得 超 過 1 分 鐘 。
(i) 試驗日期:94 年 10 月 6 日 (ii) 室內溫度:28℃
(iii) 室內溼度:72%
(iv) 試驗樣品:密閉式玻璃球型撒水頭×1 (v) 試驗情形:如圖 3.1.1~3.1.6 所示
圖 3.1 撒水頭動作功能試驗情形
圖 3.1.1 撒水頭動作功能試驗,以水壓
0.5kgf/cm
2進行試驗,圖為試驗前校正 水壓是否正常。
圖 3.1.2 撒水頭動作功能試驗,以水壓 0.5kgf/cm
2進行試驗,圖為將撒水頭鎖 於測試管上。
圖 3.1.3 撒水頭於水壓 0.5kgf/cm
2之動 作功能試驗開始,撒水頭玻璃球尚未破 壞時的水壓 5.15kgf/cm
2。
圖 3.1.4 撒水頭動作功能試驗,將瓦斯 點火器於定位點亮母火,開啟火源使上 方撒水頭動作。
圖 3.1.5 撒水頭動作功能試驗,持續觀 察放水情形,撒水時間超過 90 秒。
圖 3.1.6 撒水頭動作功能試驗,持續觀
察放水情形,撒水時間 120 秒時,水壓
維持在 0.61kgf/cm
2。
3-2-2 撒水頭放水量試驗
本設備為自動撒水設備使用之密閉式撒水頭強度試驗檢測裝置,可進行密閉式 撒水頭認可基準(民國90 年 3 月 6 日台(九十)內消字第 9086333 號)之放水 量試驗。
基準要求:
放 水 量 試 驗 : 在 放 水 壓 力 1 kgf⁄cm2 之 狀 態 下 測 定 撒 水 頭 之 放 水 量 , 並 依 下 列 公 式 算 出 流 量 特 性 係 數(K 值 ), 其 值 應 在 下 表 所 列 之 許 可 範 圍 內 。
Q = K
P
式 中 ,Q: 放 水 量 (l⁄min) P: 放 水 壓 力 (kgf⁄cm2)
標 稱 口 徑 10A 15A 20A
K 值 之 許 可 範 圍 50 (1 ± 5 / 100) 80 (1 ± 5 / 100) 114 (1 ± 5 / 100)
(一 ) 將 配 管 內 空 氣 抽 空,然 後 進 行 水 壓 調 整,使 壓 力 計 與 放 水 之 接 頭 水 壓 相 同 。
(二) 水流經過如基準之附圖 3 之放水量試驗裝置(整流筒)且以放水壓力 1 kgf⁄cm2測量100 l 之水由撒水頭放出之時間 t (s) ,取至 0.1 秒。並依下 列公式計算放水量Q (l⁄min)及流量特性係數 K 值,各數值用無條件捨去 法取至小數第二位。流量特性係數K 值應符合
100 60
Q = t ×
K Q
= P
(i) 試驗名稱:撒水頭放水量試驗 1 (ii) 試驗日期:94 年 10 月 6 日 (iii) 室內溫度:28℃(iv) 室內溼度:72%
圖 3.2 撒水頭放水量試驗情形
圖 3.2.1 在放水量出口鎖上待測試的撒
水頭。
圖 3.2.2 將預備水槽注滿水。
圖 3.2.3 開啟流量控制器,此時開始放 水。
圖 3.2.4 控制水壓閥門,設定所需的放 水壓力。
圖 3.2.5 設定總流量條件與計時裝置,
設定完成後開始試驗,此時之水壓設定 為 1.06kgf/cm
2。
圖 3.2.6 紀錄總流量達 100L 之秒數為
120.7 秒。
3-2-3 撒水頭鹽水噴霧試驗
本設備為自動撒水設備使用之密閉式撒水頭強度試驗檢測裝置,可進行密 閉式撒水頭認可基準(九十年三月三十日台(90)內消字第九0八六三三三號 函)之腐蝕試驗項下之鹽霧腐蝕試驗及CNS3627(84 年版)「環境試驗法(電 氣、電子)–鹽霧試驗 Basic Environmental Testing Procedures Part 2:Tests,Test Ka:Salt Mist」之相關規定。
基 準 要 求 :
1.本 試 驗 在 鹽 霧 腐 蝕 試 驗 箱 中 進 行。用 重 量 百 分 比 濃 度 20 %之 鹽 水 溶 液 噴 射 而 形 成 鹽 霧 。 鹽 水 溶 液 之 密 度 為 1.126 至 1.157 g⁄cm3, pH 值 為 6.5 至 7.2。
2.將 撒 水 頭 按 正 常 之 安 裝 形 式 , 用 支 撐 架 懸 掛 在 試 驗 箱 之 中 間 部 位。試 驗 箱 之 溫 度 應 為 35 ± 2℃。應 收 集 從 撒 水 頭 上 滴 下 之 溶 液,
不 使 其 回 流 到 儲 液 器 中 作 循 環 使 用。在 試 驗 箱 內 至 少 應 從 兩 處 收 集 鹽 霧 , 以 便 調 節 試 驗 時 所 用 之 霧 化 速 率 和 鹽 水 溶 液 之 濃 度 。 對 於 每 80 cm2 之 收 集 面 積,連 續 收 集 16 小 時,每 小 時 應 收 集 到 1.0 至 2.0 ml 之 鹽 水 溶 液 , 其 重 量 百 分 比 濃 度 應 為 19 %至 21 %。
3.本 試 驗 歷 時 10 天 。 試 驗 結 束 後 , 取 出 撒 水 頭 , 在 溫 度 20 ±5℃ 、 相 對 濕 度 不 超 過 70 %之 環 境 中 乾 燥 7 天 後,撒 水 頭 各 部 位 不 得 出 現 明 顯 之 腐 蝕 或 損 壞 現 象 。
4.本 試 驗 後 , 應 依 基 準 之 ”十 一 、 (三 )”進 行 0.5 kgf⁄cm2壓 力 下 之 功 能 試 驗 。
(i) 試驗名稱:撒水頭鹽水噴霧試驗 1 (ii) 試驗日期:94 年 10 月 3 日
(iii) 室內溫度:30℃
(iv) 室內溼度:77%
(v) 試驗樣品:密閉式玻璃球型撒水頭×4 (vi) 試驗情形:如圖 3.3.1-3.3.34 所示
圖 3.3 撒水頭鹽水噴霧試驗情形
圖 3.3.1 調配重量百分比濃度 20%之鹽水溶
液,調配方式為 8000g 之水與 2000g 之氯化鈉。
圖 3.3.2 調配重量百分比濃度 20%之鹽 水溶液,調配方式為 8000g 之水與 2000g 之氯化鈉。
圖 3.3.3 將測試的撒水頭放置於置物架上,擺 設之角度依標準規定。
圖 3.3.4 將測試的撒水頭放置於置物架 上,擺設之角度依標準規定。
圖 3.3.5 將密封槽注滿水,防止鹽霧洩出。 圖 3.3.6 設定鹽霧試驗法所需之溫度與
壓力條件,試驗室溫度為 35℃,飽和空
氣桶溫度為 47℃,壓力設定為 1kg/cm
2。
圖 3.3.7 試驗中應調節霧化速率,對於每 80 cm
2之收集面積,連續收集 16 小時,每小時 應收集到 1.0 至 2.0 ml 之鹽水溶液。圖為試驗 4 個小時所收集到之鹽水溶液。
圖 3.3.8 試驗 8 個小時所收集到之鹽水 溶液。
圖 3.3.9 試驗 12 個小時所收集到之鹽水溶 液。
圖 3.3.10 試驗 16 個小時所收集到之鹽 水溶液。
圖 3.3.11 撒水頭鹽霧試驗進行 24 小時,觀察 其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.12 撒水頭鹽霧試驗進行 24 小
時,觀察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.13 撒水頭鹽霧試驗進行 24 小時,觀察 其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.14 撒水頭鹽霧試驗進行 48 小 時,觀察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.15 撒水頭鹽霧試驗進行 48 小時,觀察 其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.16 撒水頭鹽霧試驗進行 72 小 時,觀察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.17 撒水頭鹽霧試驗進行 72 小時,觀察 其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.18 撒水頭鹽霧試驗進行 72 小
時,觀察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.19 撒水頭鹽霧試驗進行 168 小時,觀 察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.20 撒水頭鹽霧試驗進行 168 小 時,觀察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.21 撒水頭鹽霧試驗進行 168 小時,觀 察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.22 撒水頭鹽霧試驗進行 192 小 時,觀察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.23 撒水頭鹽霧試驗進行 240 小時,觀 察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.24 撒水頭鹽霧試驗進行 240 小
時,觀察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.25 撒水頭鹽霧試驗進行 240 小時,觀 察其受鹽霧腐蝕情形。
圖 3.3.26 撒水頭鹽霧試驗進行 240 小 時試驗終止,明顯有鹽霧腐蝕之情形。
後續需將撒水頭置入溫度不超過 20℃,
相對濕度不超過 70%之恆溫環境,靜置 7 天待其乾燥。
圖 3.3.27 撒水頭鹽霧試驗進行 240 小時試驗 終止,明顯有鹽霧腐蝕之情形。後續需將撒水 頭置入溫度不超過 20℃,相對濕度不超過 70%
之恆溫環境,靜置 7 天待其乾燥。
圖 3.3.28 撒水頭鹽霧試驗進行 240 小 時試驗終止,明顯有鹽霧腐蝕之情形。
後續需將撒水頭置入溫度不超過 20℃,
相對濕度不超過 70%之恆溫環境,靜置
7 天待其乾燥。
圖 3.3.29 撒水頭鹽霧試驗進行 240 小時試驗 終止,明顯有鹽霧腐蝕之情形。後續需將撒水 頭置入溫度不超過 20℃,相對濕度不超過 70%
之恆溫環境,靜置 7 天待其乾燥。
圖 3.3.30 撒水頭鹽霧試驗進行 240 小 時試驗終止,明顯有鹽霧腐蝕之情形。
後續需將撒水頭置入溫度不超過 20℃,
相對濕度不超過 70%之恆溫環境,靜置 7 天待其乾燥。
圖 3.3.31 將撒水頭置入溫度不超過 20℃,相 對濕度不超過 70%之恆溫環境,靜置 7 天待其 乾燥。
圖 3.3.32 將 撒 水 頭 置 入 溫 度 不 超 過 20℃,相對濕度不超過 70%之恆溫環 境,靜置 7 天待其乾燥。
圖 3.3.33 將撒水頭於溫度不超過 20℃,相對 濕度不超過 70%之恆溫環境中取出,觀察結果 撒水頭有明顯之腐蝕現象。
圖 3.3.34 將 撒 水 頭 於 溫 度 不 超 過
20℃,相對濕度不超過 70%之恆溫環境
中取出,觀察結果撒水頭有明顯之腐蝕
現象。
3-2-4 撒水頭耐洩漏試驗
本設備為自動撒水設備使用之密閉式撒水頭強度試驗檢測裝置,可進行密 閉式撒水頭認可基準(民國90 年 3 月 6 日台(九十)內消字第 9086333 號)
之強度試驗項下之耐洩漏試驗。
基 準 要 求 :
1.將 撒 水 頭 施 予 25 kgf⁄cm2 之 靜 水 壓 力,保 持 5 分 鐘 不 得 有 漏 水 現 象 。
2.以目視檢查有困難者,則將撒水頭之墊片部分用三氯乙烯洗滌乾淨、放 置乾燥後,裝接於空氣加壓裝置之配管上,然後將撒水頭浸入水中,
施予 25 kgf⁄cm2 之空氣壓力 5 分鐘,檢查有無氣泡產生,據以判斷有 無洩漏現象。
(i) 試驗名稱:撒水頭耐洩漏試驗 3 (ii) 試驗日期:94 年 10 月 14 日 (iii) 室內溫度:26℃
(iv) 室內溼度:66%
(v) 試驗樣品:密閉式玻璃球型撒水頭×10,密閉式易熔片型撒水頭×10 (vi) 試驗情形:圖 3.4.1-3.4.12 所示
圖 3.4 撒水頭耐洩漏試驗情形
圖 3.4.1 將撒水頭裝設於壓力測試管上。 圖 3.4.2 將撒水頭裝設於壓力測試管上。
圖 3.4.3 撒水頭裝設情形。 圖 3.4.4 撒水頭裝設情形。
圖 3.4.5 撒水頭裝設情形。 圖 3.4.6 撒水頭裝設情形。
圖 3.4.7 撒水頭耐洩漏測試開始,壓力維 持 25kgf/cm
2以上。
圖 3.4.8 撒水頭耐洩漏測試,判別撒水頭 於水壓 25kgf/cm
2以上是否有洩漏情形。
圖 3.4.9 撒水頭耐洩漏測試,判別撒水頭 於水壓 25kgf/cm
2以上是否有洩漏情形。
圖 3.4.10 撒水頭耐洩漏測試,判別撒水頭 於水壓 25kgf/cm
2以上是否有洩漏情形。
圖 3.4.11 撒水頭耐洩漏測試,判別撒水頭 於水壓 25kgf/cm
2以上是否有洩漏情形。
圖 3.4.12 撒水頭耐洩漏測試 300 秒結束,
壓力維持 25kgf/cm
2以上。
3-2-5 撒水頭環境溫度試驗
低高溫槽:本設備為自動撒水設備使用之密閉式撒水頭強度試驗檢測裝 置,可進行密閉式撒水頭認可基準(九十年三月三十日台(90)內消字第 九0八六三三三號函)之強度試驗項下之環境溫度試驗。
基 準 要 求 :
1 依 下 表 所 列 標 示 溫 度 區 分 對 應 之 試 驗 溫 度 , 或 較 標 示 溫 度 低 15℃ 之 溫 度 , 由 兩 者 中 擇 其 較 低 溫 度 作 為 試 驗 溫 度 , 將 撒 水 頭 投 入 在 試 驗 溫 度 ±2℃ 以 內 之 恆 溫 槽 內 30 天 。
標 示 溫 度 區 分 試 驗 溫 度
未 滿 75℃ 52℃
75℃ 以 上 未 滿 121℃ 80℃
121℃ 以 上 未 滿 162℃ 121℃
162℃ 以 上 未 滿 200℃ 150℃
200℃ 以 上 190℃
2.本 試 驗 完 畢 後 , 應 依 基 準 之 " 四 、 (一 )" 進 行 耐 洩 漏 試 驗 。 (i) 試驗名稱:撒水頭環境溫度試驗
(ii) 試驗日期:94 年 10 月 13 日 (iii) 室內溫度:30℃
(iv) 室內溼度:74%
(v) 試驗樣品:密閉式玻璃球型撒水頭×8 (vi) 試驗情形:圖 3.5.1-3.5.7 所示
圖 3.5 撒水頭環境溫度試驗
圖 3.5.1 將待測試的撒水頭鎖於鐵架
上,分別為玻璃球向上型 3 顆,向下型 5 顆,共 8 顆撒水頭。
圖 3.5.2 將待測試的撒水頭鎖於鐵架
上,分別為玻璃球向上型 3 顆,向下型
5 顆,共 8 顆撒水頭。
圖 3.5.3 玻璃球向上型撒水頭鎖於鐵 架之情形。
圖 3.5.4 玻璃球向下型撒水頭鎖於鐵 架之情形。
圖 3.5.5 玻璃球向下型撒水頭鎖於鐵 架之情形。
圖 3.5.6 將固定好之撒水頭置入 7 分 滿的測試水槽內,此時測試槽內水溫為 52℃。
圖 3.5.7 設定 52℃定溫加熱,並紀錄
試驗開始時間為 94 年 10 月 13 日 14 點
05 分。
第三節撒水分佈與靈敏度實驗基準及規範比較
本節針對UL、FM 相關實驗基準[9][10]及規範先進行(1)撒水分佈試驗比較
(2)靈敏度試驗比較比較,惟現行國內基準[1]與 UL、FM 基準的比較及相關 滅火試驗列於附錄四,並將現階段於本所防火實驗室所初步建構的泡沫噴頭實 驗裝置示於附錄五以供參考。
3-3-1 撒水分布試驗(Distribution)[5][6][9][10]
(一)FM 標準
FM 對於撒水頭流水分布試驗除要球再試驗時要有均一的分布水流外,對 於所有型式向上式和向下式的撒水頭以應能符合旋轉分布試驗(Turntable Distribution Test)。
一、
表面經過處理撒水頭的撒水分布試驗:1. 表面有一層保護性薄膜(Corrsion resistant coatings)的撒水頭。欲對表 面有一層保護性薄膜的撒水頭樣本進行流屬分布測試之前,必須將 樣本依撒水頭靈敏度試驗中有關氣爐的測試步驟操作,以及依表3.3 所是針對不同的標稱溫度率,將撒水頭暴露在最高的溫度上限。
2. 表 面 經 過 裝 飾 塗 工 過 的 撒 水 頭 (Factory painted or decorative finishes ),表面經過裝飾塗工過的撒水頭其試驗採作的要點必須和表 面未經裝飾塗工過的撒水頭一樣。至於流水分布試驗的範圍,應參 考FM 公布標準執行之。
表 3.3 在氣爐中測試新的撒水頭靈敏度(依標稱溫度、最大動作溫 度及時間區分)
二、
試驗方法:對於每一種形式的撒水頭,實施撒水分布試驗所需的樣本數量依下述之 試驗方法而有所不同,再實施試驗時所有的樣本應依規定裝配,而且在 試驗之前應使用適當的熱源加熱使熱感應元件破裂,對於開-關型 (ON-OFF)的撒水頭應維持在開放的狀態,一旦進行試驗,撒水頭即動 作撒水。
(一) 多個撒水頭—除側璧型(Sidewall)以外的各型
1. 試驗的設計是由 4 個和 6 個撒水頭撒水,水量由 16 個面積為 0.09
m
2 (1ft
2)的盆狀容器蒐集,有關試驗的配置圖如圖 3.6 所示。2. 試驗的時間不應少於 3 分鐘,每個盆狀容器的平均水蒐集量不可少於 表 3.4 所示之水量,每一個單一的盆狀容器所蒐集的水量不可少於平 均水量的 75%。
3. 圖 3.7、3.8 所示為向上式及向下式撒水頭配管之設置,對於向上式撒 水頭水頭的分支配管應設於天花板的下方,而對於向上式的撒水頭,
除非 FM 另有認定,否則分支配管應設於天花板上方。
表 3.4 多個撒水頭撒水分佈(Multiple Sprinkler Distribution Requirements)
(a)四個撒水頭(4 Sprinkler Test(Collection Centered Between Four Sprinklers)
表 3.4(b)六個撒水頭(6 Sprinkler Test(Collection Centered Between Two Sprinklers))
圖 3.6 多個撒水頭(16 個集水盤)的撒水分佈試驗配置圖
圖 3.7 向上型撒水頭管路配置圖
圖 3.8 向下型撒水頭管路配置圖
(二) 單一撒水頭—除側璧以外的各型
1. 圖 3.9 所示為單一樣本撒水頭水流分布蒐集水量的方式,10 個蒐集的 盆狀容器每個面積
305mm*305mm(12in*12in)
在試驗桌上排成一列,以 每分鐘 4 圈的速度轉動,試驗的時間為 3 分鐘。2. 旋轉分布流量條件,如表 3.5 所示。對於小孔徑撒水頭的流水量以每 分鐘 28.4 到 56.8dm3(7.5 到 15 加崙)測試,而對於大孔徑撒水頭除了 設置在堆積倉庫(Rack Storage)的撒水頭形式以外,應設置在面積約為
1.2m*1.2m(4*4ft)
的懸吊式天花板上,撒水頭的位置依照製造廠商的設 置說明,並詳細紀錄試驗的結果,作為以後產品再測試時的比較基礎。3. 在試驗時距放射中撒水頭 2.1m(7ft)的距離應設置標籤,這些標籤在撒 水分布試驗時不應該被淋濕。
表 3.5 旋轉分布流量條件
圖 3.9 旋轉分布試驗示意圖
(三) 垂直型側閉式撒水頭
1. 圖 3.10 所示為二個側閉式撒水頭試驗之配製圖,每一個撒水頭每分 鐘的流量為 59.8dm3(15gal),水流部分每平方呎每分鐘至少平均要 0.05gal(及 2.04mm/min),隊單一的盆狀蒐集水量之容器每平方呎每分 鐘所蒐集的水量不可少於 0.03gal(即 1.22mm/min)。
2. 100 個面積均為 0.09
m
2(1ft
2)的盆狀容器應位於 3.053.05m(10ft10ft)的 方型平面中,所有盆狀容器的頂端距離撒水頭的回水板 1.8m(6ft)。圖 3.10 側壁式撒水頭撒水分布示意圖
(四)水平側壁撒水頭
1.圖 3.10 所示為二個水平型側璧式撒水頭之配置圖,每一個撒水頭每分 鐘的流量為56.8
dm
3(15gal)。2.有關此種形式流水分布試驗規定和上述垂直側璧型撒水頭相同。
3.蒐集水量盆狀容器的位置和上述垂直型側閉式撒水頭相同,但除了所有 盆狀容器的頂端距離撒水頭的設計軸心線1.8(6ft)以外。
(五)側閉式撒水頭(Backwall Collection and Wetting)側璧式撒水頭應能弄濕其後 面平坦的牆面,對於垂直型的撒水頭應能弄濕距離迴水板1.22m(4ft)範圍 內的區域,每一種撒水頭必須有能力將至少3.5%的放水量噴射在其後的牆 壁上,其測量的方式為:
1.利用單一撒水頭來測試,其每分鐘的流量為 56.8
dm
3(15gal),利用蒐集 水量的盆狀容器蒐集撒水頭噴射到期後側牆壁的水量。2.垂直型的撒水頭試驗時其容器距迴水板 1.8(6ft),而水平行水頭試驗時 其盆狀容器具水道的設計軸心線 1.8(6ft)。
(二)UL 標準方面[5][6][10]
UL 的撒水分布試驗方法(10、16、100 Pan Distribution Test)可分為三種計 有 10 個平盤、16 個平盤和 100 個平盤等三種匯集撒水的方式,其中 10 個平盤和16 個平盤是用在一般常用的撒水頭,而 100 平盤係針對老式撒 水頭和邊牆型兩種形式。
一、 10 個平盤撒水分布試驗:
(一)試驗標準:
1. 撒水頭釋放的量,不得超過撒水頭迴水板下方 4ft(1.22m)隻直徑圓周 16ft(4.88m)的範圍內。
2. 但圓周面積外之水量分布未超過 0.03
gallons / min ⋅ ft
2(0.007 L/S perm
2)‚該測試結果仍為合格。(二)試驗情形:(如圖 3.11)
1. 在撒水頭開啟放水 10 分鐘內‚桌子連同平盤以每分鐘一回轉速進行試
1. 在撒水頭開啟放水 10 分鐘內‚桌子連同平盤以每分鐘一回轉速進行試