實驗結果分析

本研究之全尺寸實驗主要係為了評估一般水自動滅火系統及水 道連結型自動撒水設備若為開放式撒水系統之啟動時機與滅火效果，

以及水滅火系統撒水對於居室空間有害氣體濃度變化影響之探討，依 據實驗所觀察到的現象與量測之數值，全尺寸實驗結果分析如下：

一、開放式撒水設備之滅火效果分析

一般而言，火警救援行動除需控制火勢外，另一重要目的為救助 受困人員的生命安全。而撒水設備的啟動時機尤為重要，當撒水頭作 動撒水時，可能會造成救援行為與受困民眾逃生過程的阻礙。

本研究延續去年度研究成果，探討密閉濕式水自動滅火設備改設 為開放式系統的滅火效果，並分析各情境之火場居室情況(如：火場 煙流、溫度、有害氣體濃度分析等項目)，試圖找出設置開放式系統 較佳的連結方式，基於維持內部人員生命安全的條件下，提高水自動 滅火設備抑制火勢的能力，同時延長逃生人員的逃生安全時間。

根據去年度研究結果得知，當住房寢室遭受人為縱火(火勢成長 極快)等情境時，任何類型的水自動滅火設備皆會在 21 秒內啟動撒 水，此時水自動滅火設備不管是密閉濕式系統或開放式系統，其滅火 效果差異甚小。然而建築物火災的起火原因大多以老舊電器走火為 主，此種情境的火勢成長速度一般較為緩慢，此時密閉濕式系統與開 放式系統之間，將產生明顯的作動時間與滅火效果差異。

因此，本研究為探討將密閉濕式系統改設為開放式系統之實際效 果，將以火勢成長速度緩慢的情況作為主要研究對象，搭配三種水自 動滅火設備加以討論及分析何種火警探測器較適合作為撒水設備的 連結啟動設備，也藉由作動時間的差異，分析比較啟動時機。

壹、水道連結型自動撒水設備 (1) 火警探測器偵知時機

本研究團隊為瞭解密閉濕式系統與開放式系統間的滅火 效果差異，同步規劃密閉濕式與開放式之全尺寸實驗。實驗 二採用水道連結型密閉濕式撒水系統，採用的水道連結型撒 水頭為第一種感度、易熔元件型水道式撒水頭，其標稱溫度 為72℃，依據《密閉式撒水頭認可基準修正規定》，易熔元件 型撒水頭作動溫度應在標示溫度的97～103%之間，即為69.8

～74.1℃之間，然而本研究實驗二至實驗結束前，撒水頭皆 未啟動。

本研究所使用的水道連結型撒水頭與108年度建研所「長 照機構全尺度居室火災探測及滅火設備之實驗及驗證分析」

研究案所使用的水道連結型撒水頭規格相同，本研究實驗二 與該案實驗三與實驗四實驗設定類似，均為火勢成長緩慢(小 火)的情境，三者實驗過程中，撒水頭皆未能啟動。

因此本研究團隊初步判斷造成該密閉濕式撒水頭未啟動 的原因，可能是因火場火勢較小，使得通過撒水頭的氣流速 度不足所致，即使環境溫度已達認可基準之氣流溫度，但若 氣流速度未能一併滿足啟動所需條件，則可能延遲密閉濕式 水道連結型自動撒水設備之撒水頭作動反應。故由此研判，

密閉濕式水道連結型自動撒水設備在火勢成長速度較為緩慢 的火場情境下，啟動時間可能略遲於開放式水道連結型自動 撒水設備。

圖 3-65 密閉濕式撒水頭_火場溫度分析

圖 3-66 火警探測器偵知時間圖(水道連結型)

(資料來源：本研究整理) (2) 溫度方面

由表3-9、圖3-66得知，在火勢成長緩慢的情況下，以光 電式偵煙探測器偵知反應速度最快，差動式偵熱探測器次之，

定溫式偵熱探測器則為最慢偵測到火災發生。

一般而言，開放式系統大多以光電式二種火警探測器作 為連結設備，本研究團隊希冀開放式系統除能具備提早撲滅 火勢的效果外，若該建築場所容納大量行動不便的行為弱勢 者，也應能提供人員安全逃生的時間。因此，本研究團隊對 於開放式系統之實驗規劃，將分別以最早啟動(光電式一種) 與最晚啟動(定溫式一種)之火警探測器作為水自動滅火設備 的啟動連結設備，探討水自動滅火設備容許的延遲或提早之 啟動撒水區間，並比較其滅火效果。

實驗三(最快啟動)為採光電一種火警探測設備作為連結

未 啟 動

未 啟 動

未 啟 動

水道連結型撒水設備之啟動連結設備；實驗四(最慢啟動)為採

作為連結啟動設備時，可快速抑制火勢並降低室內溫度，對 於火勢成長較為緩慢的情況有實質性的幫助。由表3-10、圖 3-67得知，當採用定溫一種作為連結啟動設備相對於利用光 電一種作為撒水設備啟動時間，有明顯的延遲撒水效果(延遲 143秒)，然而其距離地面3m處的溫度，由69℃上升至126℃，

溫度成長約83%，恐有對人員造成高溫傷害的風險存在。

一般而言，人員生存極限溫度約為131℃，但當室內溫度 高於60℃時，人員便難以忍受而造成逃生行為遲緩。本研究 團隊係探討人員逃生過程之安全性，將深入探討距離地面 2.0m及1.0m處的溫度變化，並以火場溫度60℃作為衡量基準 進行分析。由圖3-68、圖3-69可知，無裝設水自動滅火設備 的情況(實驗一)，距離地面2.0m處之溫度最高會達到76.8℃；

實驗二雖有裝設密閉濕式水道連結型撒水頭，然而實驗過程 中並未被啟動，因此溫度成長趨勢與實驗一雷同。實驗三採 用光電一種作為撒水設備啟動連結設備，距離地面2.0m處的 溫度最高僅達38.1℃；實驗四採用定溫一種作為撒水設備啟 動連結設備，距離地面2.0m處的溫度最高達69℃。

對於距離地面1.0m處的位置，所有實驗皆維持在60℃以 下，因此建議人員逃生過程應以低姿勢進行逃生，免於受到 火場高溫危害。此外啟動撒水設備有助於快速降低火場溫度，

雖各實驗之間的撒水啟動時間不同，但相對於無撒水的情況 下，仍有10~50%的溫度控制效果。本研究主要探討開放式系 統的啟動時機與效果，不管採用最快(光電式探測器)或最慢 (定溫式)皆可有效降低火場溫度，且開放式系統可配合居室

(機房、儲存室)，可配合光電一種在最短時間內啟動撒水設 備滅火；而在大量人員常駐的場所，可以光電一種盡早偵知 火災發生，再配合定溫一種啟動撒水設備，在基於環境條件 仍處於人員可安全逃生下，延長人員逃生及救援的時間。

圖 3-68 溫度變化圖(水道連結型_2.0m)

圖 3-69 溫度變化圖(水道連結型_1.0m)

(圖 3-68、圖 3-69 資料來源：本研究整理)

降低約 10% 降

低 約 50

%

降低約 17%

降低約 39%

(3) 煙層遮蔽率比較：

煙控系統設計大多以離地1.8m位置作為安全高度設置，

其意義為使人員可於火場保持站立姿勢逃生，但對於安養機 構等類似場所，無法自主避難的住民其臥床高度約離地1.0m 左右。因此，若要確保火場環境處人員可達生命安全無虞的 條件，應加以考量離地1.0m處的火場特性。本研究為瞭解水 自動滅火設備若改設為開放式系統之滅火效果，除瞭解其控 溫效果外，是否可改善火場環境使人員更加安全為本研究重 點所在，本研究將以距離地面1.0m及2.0m的煙層遮蔽率變化 情況加以分析，實驗結果茲說明如下：

由圖3-70、圖3-71發現，在無裝設任何水自動滅火設備(實 驗一)的情況下，距離地面2.0m處約在5分鐘左右，達完全遮 蔽 (100%) ； 距 離 地 面 1.0m 處 約 6 分 鐘 左 右 ， 達 完 全 遮 蔽 (100%)。實驗二雖有設置採水道連結型自動撒水設備(密閉濕 式系統)，但實驗過程中撒水設備未能啟動撒水，煙層變化趨 勢與無設置撒水設備相似。

本研究團隊對於開放式系統之實驗規劃，將分別以最早 啟動(光電式一種)與最晚啟動(定溫式一種)之火警探測器作 為水自動滅火設備的啟動連結設備，探討水自動滅火設備容 許的延遲或提早之啟動撒水區間，並比較其滅火效果。由圖 3-70、圖3-71得知，實驗三(最快)為採光電一種火警探測設備 作為連結水道連結型撒水設備之啟動連結設備，可在火勢尚 未成長前快速抑制或撲滅火勢，由實驗結果得知，距離地面 2.0m處之最大遮蔽率為36%，距離地面1m處之最大遮蔽率為

25%；實驗四(最慢)為採定溫一種火警探測設備作為水道連結 型撒水設備啟動設備，因撒水設備啟動時間過晚，煙層不管 是距離地面2.0m，煙層遮蔽率高於90%，不利於人員逃生。

綜合實驗結果，固然作動撒水有明顯控制溫度的效果，但若 啟動時機過晚，此時火場空間能見度已然不佳，若在加上水 氣影響，將使人員逃生環境更加惡劣。

圖 3-70 煙層遮蔽率變化圖(水道連結型_2.0m)

圖 3-71 煙層遮蔽率變化圖(水道連結型_1.0m)

(圖3-70、圖3-71資料來源：本研究整理)

降 幅 約 64

%

降 幅 約 73

%

(4) 啟動時機對抑制火勢效果比較：

本研究團隊係透過全尺寸實驗，探討水自動滅火設備由 密閉濕式系統改設為開放式系統之滅火效果變化，由表3-11 發現，水道連結型自動撒水設備改設為開放式系統，無論是 由光電或定溫探測器作為連結，皆具控火效果(實驗三與實驗 四在撒水10分鐘後，有抑制火勢但無完全滅火)。此外，開放 式系統有一特色，可提供居室人員自主判斷，當其認為有必 要或完成救援行動時，可逕自啟動撒水裝置，抑制火勢成長。

表 3-11 撒水前後之撲滅情況(水道連結型)

撒水前 5 秒情況 撒水後(10 分鐘)

實 驗 二

未作動撒水

實 驗 三

實 驗 四

雖無完全滅火，但火勢變小

雖無完全滅火，但火勢變小

貳、一般型自動撒水設備

圖 3-72 火警探測器偵知時間圖(一般型)

(資料來源：本研究整理)

(2) 溫度方面

由表3-12、圖3-72得知，在火勢成長緩慢的情況下，以光 電式偵煙探測器偵知反應速度最快，差動式偵熱探測器次之，

定溫式偵熱探測器則為最慢偵測到火災發生。此外，前兩者 探測器偵知反應時間差異不大，而定溫式偵熱探測器有明顯

定溫式偵熱探測器則為最慢偵測到火災發生。此外，前兩者 探測器偵知反應時間差異不大，而定溫式偵熱探測器有明顯