第四章 滅火系統全尺寸性能實驗
第六節 實驗結果與分析
本節將探討全尺寸實驗所得結果並進行整理分析，評估已為合法 設計使用之安養及長照機構採用簡易式自動水滅火系統對於初期火 災抑制之效果，並探討初期火災發生時反應偵知時間的差異分析，瞭 解在反應時間內火勢的變化及煙產生量的變化。
一、實驗結果 實驗一
火源種類：報廢之被褥、床墊、床單、枕頭。
火源位置：撒水頭下方。
模擬情境：假設住房被人為縱火。(火勢成長極快) 撒水設備：水道連結型滅火系統(延後撒水)
(濃煙充滿至離地1.2m高度時，4顆撒水頭同時手動啟動) 當安養及長照機構住房發生火災時，行動不便之住民可能尚於病 床上等待救援，此實驗目的主要為了瞭解住房起火燃燒時，濃煙充滿 至離地1.2m高度，危害到住民之極限時間，以及此時啟動撒水設備之 滅火性能及偵煙探測系統之反應時間比較。實驗場地配置圖與實驗前 現況如下圖所示：
圖 4-16 實驗配置示意圖(實驗一)
(資料來源：本研究整理)
圖 4-17 實驗前現況圖(實驗一)
(資料來源：本研究整理)
圖 4-18 實驗前後住床對照圖(實驗一)
(資料來源：本研究整理)
表4-3 實驗紀錄表(實驗一)
項次 實驗過程 時間紀錄
1. 點火 00：00
3 局限型偵煙探測器感知火災 01：21
5 點火後兩分鐘 02：00
7 撒水3分鐘後→床角仍有零星火源
→停止撒水 05：42
9 完全滅火 06：11
(資料來源：本研究整理)
0 20 40 60 80 100 120 140 160
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Temperature(℃)
Time(sec)
Point-1 Point-2 Point-3 Point-4 Point-5
圖 4-19 實驗一溫度量測曲線圖(距離地面 3m 處)
0 20 40 60 80 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400
遮蔽率(%)
Time(sec)
離地1.2m處 離地2.5m處
圖 4-20 實驗一煙層遮蔽率量測曲線圖
(圖4-19、圖4-20資料來源：本研究整理)
開始撒水
開始撒水 ASD 作動 偵煙作動
ASD 作動
偵煙作動
火源種類：報廢之被褥、床墊、床單、枕頭。
火源位置：兩顆撒水頭中間。
模擬情境：假設住房被人為縱火。(火勢成長極快) 撒水設備：水道連結型滅火系統(延後撒水)
(濃煙充滿至離地1.2m高度時，4顆撒水頭同時手動啟動) 承實驗一，僅改變火源位置，以瞭解火源與撒水頭間之相互關 係，比較滅火情況。實驗場地配置圖與實驗前現況如下圖所示：
圖 4-21 實驗配置示意圖(實驗二)
(資料來源：本研究整理)
圖 4-22 實驗前現況圖(實驗二)
(資料來源：本研究整理)
圖 4-23 實驗前後住床對照圖(實驗二)
(資料來源：本研究整理)
項次 實驗過程 時間紀錄
1. 點火 00：00
2 吸氣式偵煙探測系統感知火災 01：21
4 點火後三分鐘 03：00
6 完全滅火→停止撒水 04：30
(資料來源：本研究整理)
0 20 40 60 80 100 120 140 160
0 50 100 150 200 250 300 350
Temperature(℃)
Time(sec)
Point-1 Point-2 Point-3 Point-4 Point-5
圖4-24 實驗二溫度量測曲線圖(距離地面3m處)
0 20 40 60 80 100
0 50 100 150 200 250 300 350 400
遮蔽率(%)
Time(sec)
離地1.2m處 離地2.5m處
圖 4-25 實驗二煙層遮蔽率量測曲線圖
(圖4-24、圖4-25資料來源：本研究整理)
開始撒水 ASD 作動 偵煙作動
開始撒水 ASD 作動
偵煙作動
火源種類：報廢之被褥、床墊、床單、枕頭。
火源位置：兩顆撒水頭中間。
模擬情境：假設住房床鋪受微火源(例如：香菸)引燃。(火勢成長緩慢) 撒水設備：水道連結型滅火系統。(噴頭自動感溫破裂啟動)
假設住房因香菸等微火源引燃起火，進行局限型偵煙探測器與吸 氣式偵煙探測系統反應時間比較，並測試撒水頭自動感溫破裂啟動情 況。實驗場地配置圖與實驗前現況如下圖所示：
圖 4-26 實驗配置示意圖(實驗三)
(資料來源：本研究整理)
圖 4-27 實驗前現況圖(實驗三)
(資料來源：本研究整理)
圖 4-28 實驗前後住床對照圖(實驗三)
(資料來源：本研究整理)
項次 實驗過程 時間紀錄
1. 點火 00：00
2 點火後一分鐘 01：00
4 吸氣式偵煙探測系統感知火災 02：41
6 點火後七分半鐘 07：30
8 局限型偵煙探測器感知火災 12：11
10 撒水3分鐘後→床角仍有零星火源
→停止撒水 15：26
12 完全滅火 15：56
(資料來源：本研究整理)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Temperature(℃)
Time(sec)
Point-1 Point-2 Point-3 Point-4 Point-5
圖4-29 實驗三溫度量測曲線圖(距離地面3m處)
0 20 40 60 80 100
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
遮蔽率(%)
Time(sec)
離地1.2m處 離地2.5m處
圖 4-30 實驗三煙層遮蔽率量測曲線圖
(圖4-29、圖4-30資料來源：本研究整理)
開始撒水 ASD 作動 偵煙作動
開始撒水 ASD 作動
偵煙作動
火源種類：報廢之被褥、床墊、床單、枕頭。
火源位置：兩顆撒水頭中間。
模擬情境：假設住房床鋪受微火源(例如：香菸)引燃。(火勢成長緩慢) 撒水設備：套裝型自動滅火設備
(兩組偵溫探測器均感知溫度後啟動系統)
承實驗3，以不同滅火設備測試其結果。實驗場地配置圖與實驗 前現況如下圖所示：
圖 4-31 實驗配置示意圖(實驗四)
(資料來源：本研究整理)
圖 4-32 實驗前現況圖(實驗四)
(資料來源：本研究整理)
圖 4-33 實驗前後住床對照圖(實驗四)
(資料來源：本研究整理)
項次 實驗過程 時間紀錄
1. 點火 00：00
2 定溫式局限型探測器(編號10)作動
差動式局限型探測器(編號9)作動 01：24
4 定溫式局限型探測器(編號6)作動 05：19
6
差動式局限型探測器(編號5)作動 系統啟動，開始滅火
09：49
8 結束噴放→床角有零星火源 11：50
(資料來源：本研究整理)
0
為評估已為合法設計使用之安養及長照機構採用簡易式自動水 滅火系統對於初期火災抑制之效果，並探討初期火災發生時反應偵知 時間的差異分析，瞭解在反應時間內火勢的變化及煙產生量的變化，
本研究經進行全尺寸實驗後，其實驗結果分析如下：
1. 火災發生時偵煙探測器反應偵知時間的差異
經四次不同情境之全尺寸實驗，針對火災發生時偵煙探測器 反應偵知時間的差異，其結果如下表所示：
表4-7 偵煙探測器反應時間差異表 項次 吸氣式偵煙探測
系統反應時間
偵煙式局限型探
測器反應時間 時間差 比例 實驗一 01：09 01：21 00：12 17.39%
實驗二 01：21 02：16 00：55 67.9%
實驗三 02：41 12：11 09：30 354.04%
實驗四 02：15 10：00 07：45 344.44%
69 81
161 135 81
136
731
600
實驗一 實驗二 實驗三 實驗四
吸氣式偵煙探測系統反應時間 偵煙式局限型探測器反應時間
圖 4-36 偵煙探測器反應時間差異圖
(表4-7、圖4-36資料來源：本研究整理)
為假設住房被人為縱火的模擬情境下，火勢成長極快，濃煙生成 率較高，依煙層量測設備之實驗數據約於一分鐘左右即有濃煙遮 蔽的反應，吸氣式偵煙探測系統與偵煙式局限型探測器反應時間 差約在一分鐘以內。
而在實驗三、四為假設住房床鋪受微火源(例如：香菸)引燃 的模擬情境下，火勢成長較緩慢，依煙層量測設備之實驗數據約 於兩分半鐘左右才開始有濃煙遮蔽的反應，此時吸氣式偵煙探測 系統與偵煙式局限型探測器反應時間差約在八分鐘左右。
由上述實驗結果可知，當住房火勢成長較快(如：人為縱火) 的情況下，吸氣式偵煙探測系統與偵煙式局限型探測器反應時間 相近。若是住房火勢成長較緩慢(如：微火源或電線走火)的情況 下，初期濃煙生成率較低，此時偵煙式局限型探測器尚無法偵知 火災發生，吸氣式偵煙探測系統則可於火災初期(約三分鐘左右) 偵知火災發生。
2. 火災發生時，濃煙充滿離地1.2m高度之時間
當住房發生火災時，行動不便之住民可能仍於病床上等待救 援，故濃煙充滿離地1.2m高度之時間，即為濃煙危害到住民之極 限時間。依據四次全尺寸實驗煙層量測設備位於離地1.2m高度之 遮蔽率達100%之時間點，作為火災發生時濃煙充滿離地1.2m高度 之基準，其結果如下表所示：
表4-8 濃煙充滿離地1.2m高度之時間表
項次 遮蔽率5% 遮蔽率100% 時間差 實驗一 76 sec 167 sec 91 sec 實驗二 80 sec 257 sec 177 sec 實驗三 240 sec 756 sec 516 sec 實驗四 165 sec 593 sec 428 sec
76 80
240 167 165
257
756
593
實驗一 實驗二 實驗三 實驗四
遮蔽率5% 遮蔽率100%
圖 4-37 濃煙充滿離地 1.2m 高度之時間圖
(表4-8、圖4-37資料來源：本研究整理)
由上述實驗結果可知，在實驗一、二為假設住房被人為縱火 的模擬情境下，火勢成長極快，濃煙生成率較高，約80秒左右濃 煙即會開始危害到住民。若在實驗三、四為假設住房床鋪受微火 源(例如：香菸)引燃的模擬情境下，火勢成長較緩慢，初期濃煙 生成率較低，濃煙開始危害到住民時間將延長至三~四分鐘左 右。依據專家學者於座談會提供之經驗，於現場進行實測時，以 3~4人力一般可於4分鐘將4床住民疏散至走道完成。
若以此疏散實測經驗時間為基準，當住房火勢成長較緩慢 (如：微火源或電線走火)的情況下，理論上應可將4床住民疏散完 成，但若是偵知火災的時間過長，住民仍有受到濃煙侵害的可能。
3. 滅火設備對於火災之滅火效果
為了確認適用於目前營業中既有合法安養及長照服務機構 之滅火設備，本研究之全尺寸實驗設置簡易式自動水滅火設備及 套裝型自動滅火設備，以比較不同滅火設備對於火災之滅火效
火災滅火效果之比較，其結果如下表所示：
表4-9 滅火設備對於火災之滅火效果比較表
項次 滅火設備
啟動時間
滅火設備
停止時間 噴撒時間 滅火狀況
實驗一
簡易式自動水滅火設備 02：42 05：42 180 秒 病床邊緣仍
有零星火苗
實驗二
簡易式自動水滅火設備 04：04 04：30 26 秒 火勢撲滅 實驗三
簡易式自動水滅火設備 12：26 15：26 180 秒 病床邊緣仍
有零星火苗
實驗四
套裝型自動滅火設備 09：49 11：50 121 秒 病床邊緣仍
有零星火苗 (資料來源：本研究整理)
實驗一為採用水道連結型撒水設備作為滅火設備，模擬情境 為假設住房被人為縱火，火源位置設置於撒水頭下方，其滅火設 備啟動時機為濃煙充滿至離地1.2m之高度(遮蔽率100%)時，才同 時手動啟動4顆撒水頭進行撒水。當滅火設備啟動後，依據實驗 影像紀錄，病床上方之火源約於30秒左右有被抑制的現象，但此 時火勢已延燒至病床邊緣。由於病床邊緣為垂直面，可能無法像 床墊上方為水平面較易受滅火設備撒水滅火，故滅火設備持續噴 撒三分鐘後，關閉設備，進行手持滅火器滅火。
圖4-38 實驗一滅火設備滅火性能示意圖
圖4-39 實驗配置示意圖(實驗一)
(圖4-38、圖4-39資料來源：本研究整理)
實驗二亦為採用水道連結型撒水設備作為滅火設備，模擬情 境與實驗一相同，均為假設住房被人為縱火，兩者差異為火源設 置位置不同，實驗二火源位置設置於兩顆撒水頭中間位置。其滅 火設備啟動時機與實驗一相同。當滅火設備啟動後，病床上方之 火源約於26秒左右被撲滅，依據實驗影像紀錄，發現滅火設備啟 動前，火勢尚未延燒至病床邊緣，僅於床墊上方燃燒，故滅火設 備可有效撲滅火勢。
圖 4-40 實驗二滅火設備滅火性能示意圖
圖 4-41 實驗配置示意圖(實驗二)
(圖4-40、圖4-41資料來源：本研究整理)
實驗三為模擬真實水道連結型撒水設備自動啟動之情境，假 設住房床鋪受微火源(例如：香菸)引燃，火源位置設置於兩顆撒 水頭中間位置，如圖4-43所示。其滅火設備啟動方式為採用標示 溫度為72℃之撒水頭自動感溫破裂啟動。
圖4-42 實驗三滅火設備滅火性能示意圖
圖 4-43 實驗配置示意圖(實驗三)
(圖4-42、圖4-43資料來源：本研究整理)
當滅火設備啟動後，依據實驗影像紀錄，僅有單一顆撒水頭 感溫破裂撒水，病床上方之火源約於1分30秒左右有被抑制的現 象，但此時火勢已延燒至病床邊緣。如同實驗一的現象，由於病
撒水滅火，故滅火設備持續噴撒三分鐘後，關閉設備，進行手持 滅火器滅火。
圖4-44 實驗四滅火設備滅火性能示意圖
圖 4-45 實驗配置示意圖(實驗四)
圖 4-45 實驗配置示意圖(實驗四)