研究內容與進行步驟

大 體 而 言 ， 火 災 危 害 事 故 長 久 以 來 一 直 是 政 府/產 業 界 /保 險 單 位/…在 安 全 工 作 上 的 主 要 議 題，雖 然 我 國 訂 有 各 類 場 所 消 防 安 全 設 備 設 置 規 範 ， 但 是 對 於 世 界 各 國 先 進 之 火 災 抑 制 系 統 並 未 納 入 其 中 ， 細 水 霧 火 災 抑 制 系 統 便 是 一 例 ， 依 「 細水霧火災防護性能 及適用範圍之研究」 之 建 議 應 須 透 過 專 案 審 查 方 式 逐 一 開 放 ， 唯 系 統 開 放 使 用 後 若 確 未 能 依 場 所 所 需 之 功 能 設 置 ， 將 會 導 致 先 進 系

統 效 能 大 打 折 扣 。 因 此 本 研 究 擬 建 立 以 功 能 為 導 向 的 設 計 理 念 ， 並 且 引 進 國 外 先 進 模 擬 技 術 與 實 場 驗 證 技 術 ， 以 切 合 各 使 用 業 者 所 需 並 且 發 揮 系 統 之 最 大 效 能 。

本 計 畫 執 行 重 點 如 下: 1. 高 風 險 危 害 情 境 分 析 2. 細 水 霧 效 能 模 擬 分 析

3. 細 水 霧 系 統 實 場 效 能 分 析 規 劃

本計畫實施方法，主要包括資料收集、細水霧效能模擬分析、細水霧 系統實廠效能分析規劃，其各部份詳細說明如下：

一、資料收集

此部份係針對本計畫執行必要之工作項目進行國內外相關資料之收 集，包括：系統應用對象之危害特性、欲分析對象物之情境建立、細水霧 設計規範(NFPA 750、IMO、…)、系統效能測試方法(VTT、SINTEF、…)、

系統效能驗證方法(FM、UL、…)、情境模擬分析之參數收集(空間配置圖、

熱釋放速率、環境特性、系統壓力、…)。除此之外，亦將收集 VTT 或 SINTEF 火災測試場之相關資料，包括：建築結構、分析設備、分析能力、電控系 統、儀控系統、數據分析系統、人員訓練、…等項目，此資料將做為未來 建構本土性測試場之重要參考依據。

二、細 水 霧 效 能 模 擬 分 析

此單元將利用英國University of Greenwich 所開發之細水霧抑制效能模 擬軟體FIREDASS 進行效能模擬。執行此效能模擬可獲得：

1. 細水霧之滅火效能評估

2. 藉由效能評估進行噴頭佈置最佳化 3. 減少實驗進行的次數，節省經費

4. 節省時間，加速系統建立，縮短研發時程 有關細細水霧效能模擬分析如后所述：

1994 年 SINTEF-NBL(Norway)邀集歐洲七個從事火災相關研究團體，

包 括 GEC-Marconi Avionics(UK) 、 Cerberus Guinard(France) 、

DLR(Germany)、University of Greenwich(UK)、National Technical University of Athens(Greece)、CAA(UK)、Ginge Kerr(France)，向 European Commission 申 請 經 費 研 發 火 災 偵 測 與 抑 制 模 擬(Fire Detection and Suppression Simulation, FIREDASS)軟體，上述各參與團體負責單元如表 1 所示，此軟 體係利用計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)對分析對象物 進行數值模擬。此軟體包含許多子模式(Sub-Model)，如 DE/AC Model、Mist Model、Radiation Model、Fire Model、Suppression Model 等，其相互關係如 圖1 所示。

表1、FIREDASS 發展計畫成員與分工

組織名稱 專長 功能

GEC-Marconi Avionics 航空電子技術 火災抑制系統之發展-航空器運用

Cerberus Guinard 火災偵測 火災偵測系統之發展 SINTEF-NBL 研發 火災測試場

DLR 研發 火災測試場

University of Greenwich

大學 火災與細水霧模擬軟

體開發 National Technical

University of Athens

大學 熱輻射模擬軟體開發

CAA 法規專家 英國航空電子技術安

全法規

CFD Engine CFD Engine DE/AC

DE/AC Model Model

MistMist Model Model

Radiation Radiation Model Model

FireFire Model Model Suppression

Suppression Model Model

圖 1、FIREDASS 子模式關連圖

♦ 火災模式(Fire Model)

火災模式係設定釋放速率以求得空間中燃燒的主產物，包括熱、殘餘氧 氣、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽與煙等。上述之釋放速率，最好以實 驗方式求得。

♦ 火災抑制模式(Suppression Model)

♦ 此模式是引用 SINTEF 所發展之基準值工具組，依據前述之溫度與氧濃 度值分析細水霧滅火情況。

♦ 細水霧模式(Mist Model)

♦ 此模式乃計算細水霧對於火場環境之動量、熱、質量轉換等之影響分 析，亦可計算細水霧之液滴表面積對於熱輻射之影響效應。

♦ 熱輻射模式(Radiation Model)

♦ 熱輻射模式是以空間中的熱表面與火，利用六個 Flux Model 計算熱輻 射。

♦ 偵測與水霧噴頭作動模式(The Detector/ Activation Model)

♦ 此可模擬環境中的煙/熱偵測器的反應與訊號的輸出，此軟體可分析水霧 噴頭作動與作動時間。

為了驗證 FIREDASS 的預測能力，SINTEF 進行了許多系列的測試，這 些測試包括：Gas Burners、Cardboard Boxes 與 Kerosene Pool Fires。其測試 場之測試設備圖如圖 2 所示、細水霧驗證實驗室空間配置圖如圖 3 所示、

細水霧驗證實驗室實體圖如圖4 所示、細水霧驗證實驗室內部實體圖如圖 5 所示。

圖2、為用於細水霧驗證之測試場規劃圖

圖3、細水霧驗證實驗室空間配置圖

圖4、細水霧驗證實驗室實體圖

圖5、細水霧驗證實驗室內部實體圖 此工具之開發具備以下之能力與對於產業界之效益包括:

♦ 可分析不同火災情境的影響、火災位置、各種對象物之物理結構，提供 數據供防火評估之用。

♦ 具備火災偵測系統/水霧噴頭作動與細水霧抑制/滅火系統之效能分析，

並且作最佳化分析。

♦ 可作為系統驗證方法之一，減少發展時間與火災測試需求。

三、細水霧系統實廠效能分析規劃

此部份將參考芬蘭VTT 或挪威 SINTEF 相關細水霧測試系統的資料，

選擇數個火災情境來進行效能分析的工作，在進行實廠效能分析前將先行 規劃測試情境內容，如表2 所示。

表2 公眾聚集場所火災抑制效能測試

Test # Scenario Ceiling Height (M)

1 Ignition under one nozzle

2 Ignition between two nozzle

3 Ignition between four nozzle

5

4 Ignition under one nozzle

5 Ignition between two nozzle

6 Ignition between four nozzle

2.5

且上述測試內容將搭配 FIREDASS 內建參數，並且將其實場測試之結 果與FIREDASS 所模擬結果者作比較。

本期末報告初稿包括下列章節。第一章：前言；第二章：細水霧滅火 系統之適用範圍；第三章：細水霧滅火系統相關之測試協定；第四章：細 水霧噴頭檢測規範；第五章細水霧粒徑檢測技術；第六章：結論。