第四章 案例分析
4.3 模型解說與情境假設
4.3.2 情境說明
消防車於一樓送水口出進行送水，提供源源不絕之水源，救災人員於 第12層及第13層各出兩線瞄子進行救災，模擬情境說明如下表：
表 18 模擬情境一覽表
項目 情境 參數
情境1 低層壓力調整閥閥門 無法開啟
12、13層各2線出水，共4線
低層壓力調整閥第10秒開始關閉，第11 秒完全關閉
情境2 高層壓力調整閥閥門 無法開啟
12、13層各2線出水，共4線
低層壓力調整閥第10秒開始關閉，第11
12、13層各2線出水，共4線 初始為開啟，
12、13層各2線出水，共4線
高、低層幫浦初始狀態均為開啟，第10 秒低層幫浦突然關閉(高層幫浦仍持續 運轉，瞄子仍持續出水)
情境6 高層幫浦突然故障
12、13層各2線出水，共4線
高、低層幫浦初始狀態均為開啟，第10
圖 29 情境一(低層壓力調整閥閥門無法開啟)一樓送水口處之時間-壓力圖
圖 30 情境一(低層壓力調整閥閥門無法開啟)低層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 31 情境一(低層壓力調整閥閥門無法開啟)低層幫浦處之時間-壓力圖
圖 32 情境一(低層壓力調整閥閥門無法開啟)高層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 33 情境一(低層壓力調整閥閥門無法開啟)高層幫浦處之時間-壓力圖
圖 34 情境一(低層壓力調整閥閥門無法開啟)瞄子處之時間-壓力圖
2.情境二：高層壓力調整閥閥門無法開啟
圖 35 情境二(高層壓力調整閥閥門無法開啟)一樓送水口處之時間-壓力圖
圖 36 情境二(高層壓力調整閥閥門無法開啟)低層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 37 情境二(高層壓力調整閥閥門無法開啟)低層幫浦處之時間-壓力圖
圖 38 情境二(高層壓力調整閥閥門無法開啟)高層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 39 情境二(高層壓力調整閥閥門無法開啟)高層幫浦處之時間-壓力圖
圖 40 情境二(高層壓力調整閥閥門無法開啟)瞄子處之時間-壓力圖
3.情境三：中繼幫浦吸入空氣
圖 41 情境三(中繼幫浦吸入空氣)低層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 42 情境三(中繼幫浦吸入空氣)低層幫浦處之時間-壓力圖
圖 43 情境三(中繼幫浦吸入空氣)高層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 44 情境三(中繼幫浦吸入空氣)高層幫浦處之時間-壓力圖
圖 45 情境三(中繼幫浦吸入空氣)瞄子處之時間-壓力圖 4.情境四：使用中一線瞄子快速關閉及開啟
圖 46 情境四(瞄子快速關閉及開啟)低層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 47 情境四(瞄子快速關閉及開啟)低層幫浦處之時間-壓力圖
圖 48 情境四(瞄子快速關閉及開啟)高層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 49 情境四(瞄子快速關閉及開啟)高層幫浦處之時間-壓力圖
圖 50 情境四(瞄子快速關閉及開啟)瞄子處之時間-壓力圖
5.情境五：低層幫浦突然故障
圖 51 情境五(低層幫浦突然故障)低層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 52 情境五(低層幫浦突然故障)低層幫浦處之時間-壓力圖
圖 53 情境五(低層幫浦突然故障)高層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 54 情境五(低層幫浦突然故障)高層幫浦處之時間-壓力圖
圖 55 情境五(低層幫浦突然故障)瞄子處之時間-壓力圖 6.情境六：高層幫浦突然故障
圖 56 情境六(高層幫浦突然故障)低層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 57 情境六(高層幫浦突然故障)低層幫浦處之時間-壓力圖
圖 58 情境六(高層幫浦突然故障)高層壓力調整閥處之時間-壓力圖
圖 59 情境六(高層幫浦突然故障)高層幫浦處之時間-壓力圖
圖 60 情境六(高層幫浦突然故障)瞄子處之時間-壓力圖
由上述模擬結果判讀如下：
kgf/cm2
3.低層幫浦處吸入側壓力由 1 kgf/cm2下降為-1 kgf/cm2
3.低層幫浦處吸入側壓力由 1 kgf/cm2增加為 11 kgf/cm2，吐出側壓力由 15kgf/cm2增加為 35 kgf/cm2，並產生(最高 35~ 20)15kgf/cm2的落差 壓力振盪
4.高層壓力調整閥吸入側壓力由 5.5 kgf/cm2增加
為 25kgf/cm2，並產生(最高 25~ 11)4kgf/cm2的 kgf/cm2下降為-1kgf/cm2
4.高層幫浦吸入側壓力由 1.8 kgf/cm2下降為 -1kgf/cm2再上升為 0 kgf/cm2，高層幫浦吐出側 壓力由 8.5kgf/cm2下降為-1kgf/cm2
6.瞄子處壓力由 13 kgf/cm2下降為 3 kgf/cm2
均增加 3kgf/cm2，當瞄子再度開啟時壓力恢復 2kgf/cm2
3.高層壓力調整閥吸入側增加 3kgf/cm2，吐出側 增加 4.5kgf/cm2
4.高層幫浦吸入側增加 4.5kgf/cm2，吐出側下降 4 kgf/cm2
第五章 結論與建議
各幫浦及閥組件運作未能按照設計原理運作，管路水流紊亂並產生大
括在裝置時必須先將異物清除乾淨，並於壓力調整閥一次側設置過濾
圖 61 模擬一(低層壓力調整閥閥門無法開啟)示意圖
2.高層壓力調整閥若於系統使用中突然閥門無法開啟，低層幫浦處二次側 壓力大增，並產生落差 15kgf/cm2的壓力振盪，高層壓力調整閥一次側 壓力亦增加，此壓力突增及振盪對於管路(低層幫浦處二次側至高層壓 力調整閥一次側之管段)可能造成極大的破壞。
圖 62 模擬二(高層壓力調整閥閥門無法開啟)示意圖
3.兩台幫浦一旦吸入空氣，將造成出水壓力不足(約降為 3 kgf/cm2)，影響 救災效能。
圖 63模擬三(兩台幫浦吸入空氣)示意圖
4.系統使用中為多個出水口同時出水(4 線瞄子)，當其中 1 線瞄子因救災 需求需關閉再開啟時，其他仍在使用中的瞄子約增加 3.5 kgf/cm2，需注 意使用中救災人員的安全。
圖 64 模擬四(使用中 1 線瞄子快速關閉再開啟)示意圖
5.當低層幫浦突然故障時，將於低層幫浦吐出側產生落差約 2~12 kgf/cm2 的壓力振盪，相較於情境六(高層幫浦突然故障)，低層幫浦故障較高層 幫浦故障所產生之破壞性較大。
圖 65 模擬五(低層幫浦突然故障)示意圖
6.當高層幫浦突然故障時，系統管路較顯著的壓力變化(增加 4.5kgf/cm2) 會出現在高層幫浦一次側。
圖 66 模擬六(高層幫浦突然故障)示意圖 低層中繼幫浦
5.2 建議
5.2.1 系統設計時之風險控管建議
1.於壓力調整閥一次側規劃設置過濾裝置，以預防壓力調整閥控制器阻塞 或失效，另壓力調整閥一次側及二次側均應設置壓力表，其旁通管之止 水閥建議採用閘閥。
圖 67 壓力調整閥建議相關裝置示意圖 壓力調整閥
圖 68 止水閥型式
2.管路相對高點規劃設置釋氣閥，以排除管路可能產生之空氣。
3.中繼幫浦外殼頂部規劃設置釋氣閥，以排除進入幫浦之空氣。
圖 69 釋氣閥裝置建議示意圖
4.低層中繼幫浦二次側規劃設置洩壓閥，以防止水鎚現象產生之壓力突 增。
閘閥
5.規劃系統管路末端設置水鎚吸收器，吸收可能產生之水鎚效應。
9.確認出水口位置及有效水平防護距離。
圖 70 關鍵失效模式與預防對策示意圖
5.2.5 系統維護管理建議
1.目前國內連結送水管系統相當缺乏維護管理，每年建築物消防安全設備 檢修申報應落實系統各閥件之檢測及維修。
2.送水口附近的止水閥因容易遭關閉，平日應加強檢視抽查。
3.建議地方消防機關可研議提供設有連結送水管之建築物(一定年限以上 者)由消防車(定期，如每隔三年)進行送水測試，以調查了解現存建築物 連結送水管系統之堪用狀態及相關問題，防範高樓火災發生時系統失 效。
5.2.6 相關法令修訂建議
1.建議「各類場所消防安全設備設置標準」有關連結送水管系統部分增訂 下列規範：
(1)出水口最高出水壓力限制 (2)配管內工作壓力限制
(3)裝置釋氣閥、水鎚吸收器、洩壓閥等 (4)於立管設置排水裝置，以便後續維修管理
2.國內閥件耐壓及性能未有檢驗機制，建議應訂定相關規範以提昇閥件品 質，維持系統可靠度。
5.2.7 未來研究建議
1.針對連結送水管系統不同之配置方式或設定不同出口水位置進行模 擬，比較不同失效模式之風險差異。
2.針對乾式與濕式連結送水管系統進行操作使用方式或風險分析上的探 討。
3.針對系統設置釋氣閥、水鎚吸收器、洩壓閥等效能進行分析與評估。
4.對於系統失效時由移動式幫浦介入救災之操作方式進行探討。
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31.PIPE, 2010, Examples Manual
附錄一、模型圖 (落差高度、管長)
附錄二、模型圖(管徑圖)
附錄三、模型圖(點名稱圖)
附錄四、消防機關辦理建築物消防安全設備審查及查驗作業
附錄四、消防機關辦理建築物消防安全設備審查及查驗作業