第二章 火災煙霧特性
第七節 煙控系統性能現場熱煙試驗
Chow(2007)在具有不規則形狀的高大空間中預定的排煙系統可能無法按預 期執行,應當注意,舉例來說即使將進行審查,然後進行相應修改這樣的設計指 南;因此,權責機關可能需要進行熱煙測試來證明排煙系統能正常運行,只有相 關公式設計的排煙系統項目,進行測試可能會更有力,即使使用CFD研究,在台 灣等許多地區也要進行熱煙測試。
祁曉霞 (2001)使用發煙機產生的人工煙氣對防排煙系統進行的試驗,通常 沒有再現實際火場溫度的攀升,因此不能正確地演示建築中發生火災事故時煙氣 的運動情況。在英國有關的資料中有這樣的描述:“使用低溫煙氣的試驗,僅僅 演示了一座建築中空氣的流動情況,缺少真正的燃燒試驗,幾乎不可能進行熱煙 氣試驗"。
煙氣分層的趨勢以NFPA 92B的公式進行估計:
H=15.5×Q2/5×T-3/5 (2-51)
其中
蘇崇輝 (2014)在長10.4 m、寬8.8 m、高2.7 m的空間,兩種熱源(350cc x 1 皿、350cc x 2皿)下,發煙器以不同的氣體釋放壓力值(40、80Psi),測量點高 度不同(距樓地板面第一點高度2.1m、第二點高度1.8m)的情形下其能見度(S)變 化的情形。
實驗研究證明:
(1) 當釋放壓力愈小,熱煙沉降速率愈快。
(2) 火源熱能愈小,熱煙沉降速率愈快。
(3) 當同火源情境下,釋放壓力不同,溫度衰減曲線維持。
(4) 在相同釋放壓力情境下,不同火源導致溫度衰減曲線變化較大。
陳國基 (2013)在長10.4 m、寬8.8 m、高2.7 m的空間,以發煙機在不同發 煙速率下,獲得以下結論。
火警探測器之平均動作濃度對應範圍:
第一種靈敏度偵煙式探測器為:10.3%/M 至15.0%/M。
第二種靈敏度偵煙式探測器為:10.7%/M 至18.5%/M。
第三種靈敏度偵煙式探測器為:11.7%/M 至22.3%/M。
以目測法觀測「避難方向指示燈組」之目測能見度平均值。
10 公尺能見度對應濃度值:
放煙階段:46.3 至51.2%/M。
排煙階段:48.5 至56.1%/M。
5 公尺能見度對應濃度值:
放煙階段:71.5 至73.8%/M。
排煙階段:76.1 至80.5%/M。
以偵煙式火警探測器法(光電式局限型)進行10 公尺能見度判斷,平均動 作濃度於22.3%/M 以下屬於比較保守之判斷方式。以能見度經驗公式計算法進行 10 公尺能見度判斷,濃度為55.07%/M,略高於目測法之平均觀測值,屬於比較 寬鬆之判斷方式。
香港消防處 (2012)在最低限度之消防裝置及設備守則,須裝設的系統╱裝 置╱設備,在10類場所應用範圍,消防處處長如認為有需要,會在涉及下列防火 區劃的建築圖則訂明進行熱煙測試的規定:
(i) 淨空高度達 12 m或以上防火區劃;或 (ii) 形狀不規則或面積特大的防火區劃。
一、視聽製作設施應用範圍:
如任何防火區劃超過 7000 m3而
(a) 防火區劃內可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25% ; 以及
(b) 防火區劃設計的火載量可能超過 1135 MJ/㎡。
二、總樓地板面積在 230 ㎡以上的地下室應用範圍
(a) 防火區劃體積超過 7 000 m3而設定的燃燒負荷可能超過1135 MJ/㎡,或 (b) 屬於工業地下室,或
(c) 地下室有 3 層或以上樓層,但專供停泊車輛之用的地方除外,
三、低層商業建築應用範圍
(a) 如建築中庭的防火區劃體積超過 28000 m3,或屬中庭一部分的地下室或樓 層的體積超過 7000 m3,或
(b) 如建築內任何防火區劃超過 7000 m3,而
(i) 該防火區劃內可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25%;及
(ii) 設計的火載量可能超過1135 MJ/㎡。
四、高層商業建築應用範圍
(a) 如建築中庭的防火區劃體積超過 28000 m3,或屬中庭一部分的地下層或樓 層的體積超過 7000 m3,或
(b) 如建築內任何防火區劃的體積超過 7000 m3,而
(i) 該防火區劃內可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25%;及
(ii) 設計的火載量可能超過1135 MJ/㎡。
五、貨櫃場及貨運站應用範圍
如任何防火區劃超過 7000 m3,而
(a) 該防火區劃內可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25%;
及
(b) 設計的火載量可能超過1135 MJ/㎡。
六、低層旅館應用範圍
(a) 供各客房使用的內部逃生通道,不論該建築的立體空間或任何一個樓層的防 火區劃體積有多少,一律須安裝這個系統。「內部逃生通道」指各客房外通 往加壓樓梯或自然通風樓梯、受防護大廳或戶外的通道。如通道本身裝有可 開啟的窗口與戶外相通,而這些窗口的總面積超過該通道樓地板面積的 6.25% ,則不在此限;或
(b) 如旅館建築中庭防火區劃超過 28000 m3,或構成防火區劃部分的地下層或 樓層超過 7000 m3;或
(c) 如旅館建築內任何防火區劃超過 7000 m3,而
(i) 該防火區劃可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25%;
及
(ii) 設計的火載量可能超過1135 MJ/㎡。
七、高層旅館應用範圍
(a) 供各客房使用的內部逃生通道,不論該建築的立體空間或任何一個樓層的防 火區劃體積有多少,一律須安裝這個系統。「內部逃生通道」指各客房外通 往加壓樓梯或自然通風樓梯、受防護大廳或戶外的通道。如通道本身裝有可 開啟的窗口與戶外相通,而這些窗口的總面積超過該通道樓地板面積的 6.25% ,則不在此限;或
(b) 如旅館建築中庭防火區劃超過 28000 m3,或構成防火區劃部分的地下層或 樓層超過 7000 m3;或
(c) 如旅館建築內任何防火區劃超過 7000 m3,而
(i) 該防火區劃可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25%;
及
(ii) 設計的火載量可能超過1135 MJ/㎡。
八、低層工業╱倉庫建築應用範圍 如任何防火區劃超過7000 m3,而
(a)該防火區劃可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25%;及 (b)設計的火載量可能超過1135 MJ/㎡。
九、高層工業╱倉庫建築應用範圍 如任何防火區劃超過7000 m3,而
(a)該防火區劃可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25%;及 (b)設計的火載量可能超過1135 MJ/㎡。
十、鐵路調車場應用範圍
如任何防火區劃超過7000 m3,而
(a)該防火區劃可開啟的窗口總面積不超過該防火區劃樓地板面積的 6.25%;及 (b)設計的火載量可能超過1135 MJ/㎡。
並於裝置及設備之檢查、測試及保養守則之排煙系統,如須進行熱煙測試,
須遵守下列各項:
a. 測試要點:
(i) 模擬的熱氣羽流的溫度,須維持在天花板撒水頭的額定溫度以下約10 ℃,
以免撒水頭任何不必要的作動,或損壞建築結構及裝修;
(ii) 測試時火的尺度最少須為 1 MW,或消防處處長同意的尺度;
(iii) 如獲消防處處長同意,可使用非污染性的工業用甲基化酒精;
(iv) 如獲消防處處長同意,可使用燃料屬無毒油性的煙霧產生器所產生的煙;
(v) 測試可參考澳洲標準 AS 4391-1999 或其他同等國際標準進行。
b. 熱煙試驗期間須遵守的安全措施:
(i) 須提供足夠的安全措施,以免在試驗期間任何可能的火勢蔓延;
(ii) 現場須備有足夠數量的滅火器;
(iii) 如認為有需要,可請消防車待命。
c. 如排煙系統能在熱煙試驗期間符合下列各點,便屬可以接受:
(i) 須維持設計要求的無煙淨空高度;
(ii) 低位的補充新鮮空氣和高位的被抽空氣,其形成模式須使煙霧的流動途徑 能對防煙區劃內所有地方都產生「清除」效果。補充的新鮮空氣不應影響煙 層的穩定性;
(iii) 排煙系統須在接到火警警報信號後立即啓動;
(iv) 不得有顯著的煙霧擴散到鄰接的防煙區劃;
(v) 懸掛的防煙帷幕不得偏離超過設計所限的偏斜度;
(vi) 煙層下的「死角」不得有顯著的煙霧積聚;
(vii) 不得有煙霧穿過建築開口或新鮮空氣進氣通風口,重新進入建築內。