第三章 挑空中庭及大型開闊空間煙控系統設計分析
3.4 大空間煙控系統其他附屬設計
3.4.2 撒水系統
取之設計火源（Design Fire Size）較小，可減少煙控系統之設備容量，
減輕設備成本支出。真正發生火災時，以可收到兩系統相輔相成之效
模擬兩種不同火災成長模式下，標準反應時間自動撒水系統（200 RTI）
與快速反應時間自動撒水系統（50 RTI）之啟動時間，模擬結果如表 3-1所示。
表 3-1 二種火災成長模式下，不同反應時間自動撒水系統之啟動時間
從 NIST 電腦模擬結果可得，挑空中庭及大型開闊空間頂部裝置自 動撒水設備，有效之天花板高度介於 10 至 15m 之間。因在 15m 高度 時，火場之熱釋率大增，由此判斷挑空中庭頂部之自動撒水系統，已 無法控制火場大小，故其啟動時間亦較緩慢。
大空間頂部若依我國「各類場所消防安全設備設置標準」等條例 式法規進行一般型撒水系統之設計，則由於大空間中庭之挑高一般高 達 30 公尺以上，則水噴淋系統噴下之水早已成為小水霧，無法有效控 制火場大小。
於巨蛋球場等情況下，此問題更形嚴重與複雜，於球場屋頂內部 安裝一般噴水頭，更不實際。此時，長距離水槍（Water Cannon）配合 紅外線（IR）火燄偵測系統之設計，於美日又有大量設計實例。
此外，亦可於挑空中庭開口部底層周圍設置撒水系統，萬一中庭 底層發生火災，則利用此套撒水系統來控制火場之成長。圖 3-10 為挑 空中庭開口部撒水系統之平面示意圖，而圖 3-11 為其剖面示意圖。
圖 3-10 挑空中庭開口部撒水系統之平面示意圖
圖 3-11 挑空中庭開口部撒水系統之剖面示意圖
3.5 小結
為防止 Plugholing 現象發生，解決之道為於挑空中庭頂部設置適
此時，長距離水槍（Water Cannon）配合紅外線（IR）火燄偵測系 統之設計，於美日又有大量設計實例。此外，亦可於挑空中庭開口部 底層周圍設置撒水系統，萬一中庭底層發生火災，則利用此套撒水系 統來控制火場之成長。
第四章 挑空中庭及大型開闊空間周圍區域之煙控系
而設置圍繞挑空中庭之防火鐵捲門最令人詬病的缺點，乃是破壞
4.1.2 防煙區劃
挑空中庭及大型開闊空間周圍區域之煙控系統設計，除了可依循 上述之機械排煙與自然蓄煙設計外，尚須配合適當的區劃設計，才可 避免煙氣到處流竄。
當居室內或走廊上的機械排煙系統，無法處理發生於居室內之火 災濃煙時，基於上述設計理念，可將煙氣導入挑空中庭內；再由中庭 頂部之自然或機械排煙系統，將煙排出戶外。如何將居室的煙氣適當 地導入中庭內，則需靠適當的區劃設計。
由於挑空中庭及大型開闊空間周圍區域之每間居室，具備屬於自 己單獨的機械排煙系統，故每個居室當然成為個別的防煙區劃。一旦 煙氣流出居室外之走廊，而走廊又無適當的區劃時，則濃煙可能蔓延 其他非火災居室，而無法順利導入挑空中庭內。圖 4-1 為居室外走廊無 適當區劃時，煙氣到處流竄之情形。
圖 4-1 居室外走廊無適當區劃，煙氣流竄之情形
為改善居室外走廊無適當區劃煙氣流竄之情形，可於走廊上設置 類似防煙垂壁之導煙垂幕（Channeling Screen），如圖 4-2 所示，則從 居室流出的煙將沿著導煙垂幕流入挑空中庭內，而不至流入鄰近之非
圖 4-2 走廊上設置導煙垂幕，居室的煙將沿其流入挑空中庭內 另外，當居室流出的煙沿著走廊上的導煙垂幕進入挑空中庭時，
除了考量不能讓煙沿著水平方向流入左右側之居室外，亦要考慮不能 影響到上方樓層的走廊或居室。故此時需配合居室外走廊寬度的設 計，則可避免流入挑空中庭的煙，再流入火場上層的走廊或居室。
圖 4-3 為居室外走廊寬度不足時，下層火場之濃煙流入中庭時，又 回捲入火場上方之走廊。根據英國 BRE 之全尺度實驗顯示，挑空中庭 及大型開闊空間周圍區域之走廊寬度大約在 2 m 以上時，則可避免流 入挑空中庭的煙，再流入火場上層的走廊或居室，如圖 4-4 所示。
圖 4-3 走廊寬度不足，濃煙流入中庭又回捲入火場上方之走廊
圖 4-4 走廊寬度足夠，可避免濃煙再流入火場上層的走廊或居室
4.2 大空間周圍區域之煙控系統設計
4.2.1 自然蓄煙
挑空中庭周圍區域大型開闊空間周圍區域屬一般居室性質，於天 花板上方與結構樑架之間，此空間可作為自然蓄煙之用，若能結合上 述其內之機械排煙系統，將可形成先進之 Chambering Smoke Control System策略，如圖 4-5 所示。
其設計理念為將機械排煙系統之風管設置於天花板上方與結構樑 架之間，即將風管深入自然蓄煙空間內。則當挑空中庭周圍區域發生 火災時，居室所產生的煙，可以經由天花板面之開口，如燈座周圍，
而進入天花板上方蓄煙區。等到蓄煙區的煙層形成後，再啟動於蓄煙 空間內之機械排煙系統。此舉有如將吸管插入杯中吸取飲料一般，可 大大增強排煙效率。
圖 4-5 Chambering Smoke Control System 示意圖
此種天花板上方之蓄煙煙控，其設計重點為火災時產生的煙能否 透過天花板面之開口或間隙，而進入天花板上方之蓄煙區。亦即其煙 之穿透率，能否達到煙控性能要求。
4.2.2 機械排煙
大空間周圍區域煙控系統主要設計理念為儘量處理於本身區域所 產生的煙，萬一無法處理再讓煙流入大空間內，由大空間內部煙控系 統處理。因此，當居室發生火災時，先由居室本身的排煙系統排煙，
不讓煙流入居室外之走廊，如圖 4-6 所示。或者讓煙流出居室，再由走 廊的機械排煙系統排掉，不讓煙流入中庭，如圖 4-7 所示。
圖 4-6 由居室本身的排煙系統排煙，不讓煙流入居室外之走廊
圖 4-7 煙流出居室，再由走廊的機械排煙系統排掉，不讓煙流入中庭
挑空中庭及大型開闊空間周圍區域為一般居室屬性，其居室內部 或走廊之煙控系統可依照我國現行法規「各類場所消防安全設備設置 標準」中，第 189 條之相關規定，設計其內之機械排煙煙控系統。內 容主要包括：
c防煙區劃面積大小不得超過 500 m2 d防煙壁下垂之深度須大於 50 cm 以上
e防煙區劃任意點離排煙口距離不得超過 30 m f排煙口面積不得小於防煙區劃面積之 2/100
g排煙量不得小於該防煙區劃面積每平方公尺 1 cmm
建議所設計之機械排煙系統可採用豎井式機械排煙系統，如圖 4-8 所示。所謂豎井式機械排煙系統設計，為在建築物內部預留排煙豎井，
每個排煙豎井並有一台的排煙風機。再設計平面排煙風管，使風管分 佈至建築物的每一防煙區劃內。此項設計有別於傳統之平面式機械排 煙系統設計。
圖 4-8 豎井式機械排煙系統設計示意圖
典型平面式機械排煙系統設計平面圖，如圖 4-9 所示。因為需要設 計排煙風管至樓層的每個角落，故所需風管總長度則相當長。且於目 前建築空間普遍缺乏的情況下，設計佈置如此長且密的排煙風管，亦 為很難解決之問題。
圖 4-9 典型平面式機械排煙系統設計平面圖
由於每個樓層需要各自的排煙機，所以有多少樓層就有多少台排 煙風機。再根據我國現行消防法規【各類場所消防安全設備設置標準】
中，第 189 條第八款規定：「排煙機應連接緊急電源。」。故每個樓層 的排煙機，必須各自連接各自之緊急電源，則所需緊急電源數目變多，
投資成本相當可觀。
另外，於每層樓設置排煙風機，亦即風機有可能暴露於火場之中，
如圖 4-10 所示。故其裝有排煙風機的機械室，需具備防火等級設施。
無疑地，又增加其初設設備投資成本。
圖 4-10 平面式機械排煙系統其風機有可能暴露於火場之中 但豎井式機械排煙系統設計則無以上平面式機械排煙系統之缺 點，其典型設計圖，如圖 4-11 所示。在圖中顯示，由於於建築內設置 排煙豎井，故不用將排煙風管拉至建築物每個角落，進而節省排煙風 管成本。故對於如挑空中庭周圍區域之大面積的建築特性而言，使用 豎井式排煙系統設計可大量節省排煙風管設計長度。
圖 4-11 典型豎井式機械排煙系統設計平面圖
另外也可節省管道空間，免除閃躲各種管線的煩瑣設計。此外風 機個數也大量減少，只要每個排煙豎井一個排煙風機就夠了，不須每 個區劃或每層樓一個排煙風機。風機個數減少，相對地代表緊急電源 個數亦減少，節省設備初設成本。
由於排煙風機只設置於排煙豎井上，故風機位置為位於建築物的 最頂端，如圖 4-12 所示。如此可避免使排煙風機暴露於火場之中，不 僅可免除排煙風機被燒燬的危險，更可節省機械室設置防火等級設施 的設備投資成本。
圖 4-12 豎井式機械排煙系統設計，其風機位於建築物的最頂端 因此基於以上平面式與豎井式機械排煙系統兩者之優缺點比較，
並考慮挑空中庭周圍區域之大面積的建築特性，於設計機械排煙系統 時，可採用豎井式機械排煙系統設計。
4.3 小結
樑架間之自然蓄煙空間，形成先進之 Chambering Smoke Control System 策略，可大大增強排煙效率。除以上所述之外，中庭與大空間周圍區域層間加壓煙控系統之設 計分析，亦為注意之重點。國際間大空間之煙控系統設計大抵依循
「Cabin−Island」之理念發展，尤其是大型購物中心等更須防止火災產 生時，濃煙快速於著火樓層擴散，而阻礙逃生避難之有效進行。
因此，NFPA 92A 發展出層間加壓之煙控系統設計理念，利用著火 樓層因 Cabin 排煙形成之負壓，搭配上下層 HVAC 之送風正壓，而形 成有利之氣流組織而將火場煙流罩於其中之負壓區，而形成如三明治
因此，NFPA 92A 發展出層間加壓之煙控系統設計理念，利用著火 樓層因 Cabin 排煙形成之負壓，搭配上下層 HVAC 之送風正壓，而形 成有利之氣流組織而將火場煙流罩於其中之負壓區，而形成如三明治