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物是內裝修物是內裝修

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圖 2- 1 火災成長過程示意圖 火災成長過程示意圖 火災成長過程示意圖 火災成長過程示意圖

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物是內裝修 物是內裝修

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1. 「起火期」:造成起火的原因範圍非常廣泛,一般有香煙、火柴引起的失火,

電氣器具過熱,來自鄰接構造物的延燒…等火源。火災自「火源」開始,通 常必須經由「第一著火物」等媒介物之燃燒著火始能成災(即「起火」確定),

此段時間稱為「起火期」。此階段應注意:

(1)使用具耐燃等級的材料。

(2)管制火源。

2. 「成長期」:一旦材料著火,即進入「成長期」,其燃燒需產生更多的熱能 始可讓燃燒擴大,此時火焰即將從燃燒點(區)擴展至緊鄰材料或傳越至火 焰舐襲所及稍遠處,此種由最初著火處再引進一連串它處材料著火現象,即 所謂延燒(fire spread),假如足夠過量熱能產生,且有熱能回饋的話,及

延燒將加劇加速。影響此過程若干物理性、幾何因子、包括可燃物之形狀及 配置方向,有無邊緣、角落,鄰近有無反射熱能之表面等。階段應注意:

(1)設置排煙設備及煙控系統。

(2)裝置警報器及自動滅火設備。

(3)使用不燃材料,降低室內火載量。

3. 「閃燃」:在火災持續成長的過程當中,熱分解產生的可燃性氣體會在室內 高處蓄積,當該氣體與空氣之混合氣體濃度達到燃燒界線,且溫度已達到多 數材料之著火點或以上,則爆發性使室內全體陷於火焰之中;亦即使局部燃 燒瞬間擴大到全體燃燒,此從火災之成長期移向最盛期之短時間現象,稱為

「閃燃」。由於此階段會發生溫度急遽上升、煙及燃燒氣體量激增、氧氣濃 度急速減少、壓力變化等現象,人在室內已難以存活,所以所有人員應在此 之前逃避至安全之處,因此「閃燃」在火災危害及人員逃生上是最關鍵的時 期。此階段應注意:

(1)有效的避難空間及逃生路線。

(2)自動滅火系統抑制閃燃的發生。

(3)使用不燃材料,減少室內可燃物。

4. 「全盛期」:自閃燃起始之後,火勢旺盛、溫度持續在高溫領域的時期,稱 為全盛期,此階段火勢的強度大小依可燃物量與空氣之供給量而定。此階段 應注意:

(1)構件及結構的耐火性有效阻止火勢蔓延。

5. 「衰退期」:為居室火災最盛期後火勢趨小之階段,室內溫度開始成直線般 下降,地板上呈現殘物燃燒狀態,一直至熄滅為止。此階段應注意:

(1)防止復燃之發生。

(2)注意結構之穩定性。

第二節 第二節 第二節

第二節 建築物火災蔓延途徑 建築物火災蔓延途徑 建築物火災蔓延途徑 建築物火災蔓延途徑

火災達閃燃後,火勢由局部轉為全面,使整個空間陷入火焰之中,如果空間 有任何開口或不完整,將使火勢向另依空間蔓延,造成更大的災害。火災在建築 物蔓延途徑包含水平方向與垂直方向,以下將就其詳細介紹:

1.火災在水平方向的蔓延

(1)未設防火區劃

當建築物未設置防火區劃,火勢將輕易蔓延至其他空間。

(2)區劃開口分隔不完善

建築物區劃開口使用木質等可燃材料之門窗,火災時易被燒穿,導致區劃 失敗,或防火鐵捲門無撒水、鋼質防火門,且使用自動關閉裝置,但當火災發生 時,其無法發揮功效,而無法及時關閉,而造成火勢與濃煙的蔓延。

(3)天花內部空間蔓延

為了因應新型態建築空間需求,開放式的空間有利於各行各業之使用,因 此,常見辦公、住宅大樓於竣工時是開放式的大空間,讓使用者自行隔間、裝修。

因此有許多建築空間之天花裝修是連通的,房間與房間、房間與走廊之分間牆僅 裝修至天花板下,但是天花板上部空間仍然是連通空間,一旦發生火災,火勢極 容易在天花板內部空間蔓延,而且難以及時發現,導致災情擴大。即使未設天花 板,若分間牆沒有砌到結構底部,而留有孔洞或連通空間,也會成為火災蔓延和 煙氣擴散的途徑。

(4)經由可燃之分間牆、天花、地毯蔓延

裝修、裝飾材料於火災發生時,將成為火災負荷。經由此類建築物內部可 燃材料燃燒,進而導致火災擴大。

2.火災通過垂直管道蔓延

現代建築中,常有大量使用升降設備、樓梯、垃圾井等垂直管道,而這些 垂直管道往往貫通整個建築物,若未做完善周密的防火設計,一旦發生火災即可 經此蔓延至建築之任一層樓。

(1)經由樓梯間蔓延

一般建築物樓梯間若未依防火、防煙要求設計,一旦發生火災,就會如同 煙囪一般,濃煙及火舌將藉由此通道蔓延至別的空間。

(2)經由升降設備管道蔓延

若升降機間未設排煙室與使用防火門分隔,將會形成一座直向煙囪。

(3)經由其他垂直管道空間蔓延

建築物中垂直通風管道也是火災蔓延之主要通道之一,管道井、電纜井、

垃圾井亦是火災蔓延之垂直路徑,尤其是垃圾井,為火災垂直路徑中特別容易著 火的部位,若將未熄滅之煙蒂扔進垃圾井,引燃其他可燃垃圾,導致火災在垃圾 井內悶燒、擴大、蔓延,亦不容忽視。

3.火災透過空調系統管道蔓延

一般建築空調系統,如果未按規定設置防火閘門、採用不燃風管、採用不 燃或難燃材料作保溫層,火災時往往造成重大損失。通風管道蔓延火災一般有兩 種方式,一為通風管道本身起火並向連通空間(房間、天花內部空間、機房等)

蔓延,另一為空調裝置可能抽取起火室的濃煙氣體,傳送至其他遠離的空間,因 此造成大量人原因氣體中毒而死亡。

第三節 第三節 第三節

第三節 自動滅火系統 自動滅火系統 自動滅火系統 自動滅火系統

1.水系統滅火效應

火災發生時,依消防安全設備設置標準用以滅火設備共可分為(1)滅火器、

消防砂(2)室內消防栓(3)室外消防栓(4)自動撒水設備(5)自動水霧滅火 設備(6)自動泡沫滅火設備(7)自動二氧化碳滅火設備(8)海龍 (鹵化烷)滅 火設備(9)自動乾粉滅火設備(10)固定、半固定滅火系統,而本研究主要探 討設置自動滅火設備可否放寬防火區劃,而水具有絕佳的滅火性能,因此水成為 最廣泛使用的滅火劑,所以本研究設置的自動滅火設備為自動撒水設備,故於本 章節中,主要針對自動撒水系統進行回顧。

2.侷限和非侷限火災的影響

火災的類型可分為侷限與非侷限,侷限區域(室內)火災燃燒情形分為通風 控制燃燒(ventilation control fire)及燃料控制燃燒(fuel control fire)兩類,前 者因空間密閉,其燃燒的持續時間及火勢大小、燃燒速率皆視通風狀況而定,即 由通風參數(ventilation parameters,開口高度H 與開口面積v A )所決定,如果v 空氣供應量不足時,燃燒除了產生二氧化碳外,也因為不完全燃燒而產生有毒的 一氧化碳氣體及大量濃煙,為火災事件造成的另一種傷害。非侷限的燃燒是因氧 氣供應量充足,燃燒視燃料量多寡而決定,如果燃料供應量不足,則會使火焰在 蔓延前燃料即已經用盡,火焰因而自然熄滅【2】。

而根據上述得知當火災未到達閃燃點時,是控制火勢與逃生的最佳時機,如 能在火勢未到達閃燃點進而擴大火勢前,即時偵測到火災發生,啟動自動撒水滅 火系統(主動式控制的滅火設備)達滅火功能,一方面避免閃燃現象的發生,另 一方面將可避免火勢擴大並減少生命財產的損失,但愈往火災後期時,撒水設備 所能達到的效益也越低,不過各階段,撒水設備仍扮演各階段性的獨立效果持續

的對火場冷卻降溫及窒息等效應,故撒水系統的重要性可見一般【3】。

針對侷限區域火災而言,自火焰上方空間進行撒水,如此可將大部分的水轉 變成水蒸汽,水經由液體變為蒸汽的相變化過程為一吸熱反應,可以有效的攫取 熱量,同時產生大量的水蒸汽可以降低週遭環境的氧氣濃度(在密閉空間內使用 時尤具功效)進而達到滅火的目的,此類火災在滅火過程通常處於通風不佳狀 況,由於空氣的吸入可能導致復燃現象,需要加以注意【4】。

Nash and Rasbash【5】研究水滅火所需水量及房間大小之相關性,並得知滅 火所需水量與房間體積成正比,且通風設備的開口大小會影響水蒸汽的蓄積,並 認為快速產生大量的水蒸汽可產生窒息作用,使燃燒加速熄滅。

3.水系統滅火之機制

普通火災的滅火機制,主要來自五種效應【7】:

(1)冷卻燃燒物質

冷卻是水的主要滅火作用,圖2-2 顯示由冰→水→水蒸汽的吸收熱量圖:由冰 溶解成水所需熱333 kJ/L,而將一升的水由 0℃加熱到 100℃需要吸收 418 kJ 的 熱能,而水的汽化熱更大,每公升水汽化時要吸收2257 kJ 的熱能,所以說當水 與熾熱的燃燒物接觸時,就會大量吸收燃燒物的熱能,使燃燒物冷卻。

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圖 2- 2 水的相變化與熱能的改變量 水的相變化與熱能的改變量 水的相變化與熱能的改變量 水的相變化與熱能的改變量( ( (容量為 ( 容量為 容量為 1L) 容量為 )

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