第一章 緒論
1.1 研究動機與目的
「連結送水管」為消防搶救必要設備之一，預設於建築物內部，於一 旦發生火災時作為消防搶救用水供應及傳遞之管道，應該是消防人員運用 救災之利器，尤以近年來建築物往高層化發展，消防人員進行高樓層部分 滅火射水時，不再能以傳統方式將水帶自水箱車由地面直接串接延伸進行 救災，而是必須仰賴建築物預設之連結送水管深入搶救，配合動態送水與 出水運作，在消防力(人員、車輛、水源)有限及時間迫切的狀態下，發揮連 結送水管系統最大效能。
圖 1 連結送水管運用示意圖
中央警察大學消防科學研究所陳祐康1，針對現今消防人員對於高樓火 災搶救以攜帶移動式消防幫浦，並以水帶逐層連接的方式，而不在第一時 間內以建築物內部之連結送水管來撲滅火勢，提出以下幾點因素：
(1)對於大樓之連結送水管運用的不了解 (2)對於送水立管之不信任
(3)中繼幫浦之損壞 (4)電動機之損壞
(5)無法推估送水之壓力
(6)在高樓火災演練中，甚少將建築物本身所設之連結送水管列為演練之 項目
由上述研究可窺見消防人員不使用連結送水管救災的原因主要為對系 統本身有諸多的疑慮，因此在連結送水管設計階段時，便必須考量多種靜 態及動態因素，包括配管耐壓能力、放水壓力及流量範圍、消防車送水壓 力限制、中繼幫浦連動控制與運轉、移動式幫浦介入加壓等，並且管路系 統不得因瞬間供水變化而停擺等，其具備高流量、高壓力及多樣壓力變換 的特性，構成複雜度甚高之計算系統。
綜觀在國內傳統消防設計上，水系統多以管徑規格法（Pipe Schedule）
計算，即所謂的手算方式，並採取幫浦串聯接力加壓的方式維持各層出水
1 陳祐康，「高樓火災連結送水管運用之研究」，中央警察大學消防科學研究所，碩士論文，民國 93 年
壓力，以致越高層建築物須配置多台中繼消防幫浦、中繼水箱及相關閥配 件，亦即中間樓層須耗費空間設置中繼機房，不僅投入大量建置成本，亦 佔用建築物許多使用空間，尤其中間樓層多為提供集合住宅或辦公場所使 用，至於機房、水箱室或變電室等非居室空間使用通常規劃於地下層或屋 突層，然上述傳統設計往往使得中繼機房臨接住辦用居室，影響整體居住 空間品質及建築規劃。目前台灣業界為減少中繼層(中繼機房所在樓層)對建 築設計所造成之衝撃，已開始採取電腦水力計算方式（Hydraulic
Calculation），驗證將中繼層改設在屋突層或是較低樓層亦能符合國內外法 規相關規定及消防隊救災需求，期用最小之建置成本逹到相同或更佳之效 果；許多消防安全設備設計者長期以來已習慣使用管徑規格法，對於水力 計算法較不熟悉，因此電腦水力計算法之推廣，將有助於消防專業技術人 員在連結送水管系統設計上，有更多的設計選擇方案。
圖 2 連結送水管系統圖
在2010年發布的美國NFPA 14: Standard for the installation of standpipes and hose systems Edition: 20102已刪除使用管徑規格計算法之規定，而全面 改以水力計算為之，此乃在於傳統手算法(或稱概算法)並無法評估各種連結 送水管實際運作時可能遭遇失效之情形；依據林弘崧3氏於消防射水與中繼 送水建議方案文中指出，救災時消防隊送水壓力的調整多倚靠瞄子手與司 機間的溝通及經驗推算，搶救過程中因戰術變換或火勢消長，隨時可能中 斷射水、變更2線中繼送水、3線中繼送水等壓力變換狀況，連結送水管整 體設計必須能夠承受上述多種因素而不停擺，才能提昇設備本身之可靠 度，增加消防搶救使用率，其規劃複雜度遠高於其他滅火系統，故在實務 界因設計不良導致使用時管路爆裂、嚴重影響幫浦及管路壽命或幫浦啟動 頻繁擾民而關閉電源者不在少數。
連結送水為能全盤考量各種造成管路壓力驟變之情形，應該以紊流模 型進行電腦水力計算，而非以穩流模型設計，否則實際使用多處於供水不 穩定狀態，連結送水管可能經常面臨流體突然停止或供水中止，此時動能 將轉變為彈性能，產生一連串之正負壓力波在管線中來回振盪，直到能量 因磨擦受阻而停止，產生所謂的水鎚效應，當發生水鎚時輕則影響幫浦及 管路系統配件，重則導致管線爆裂甚至危害消防人員的生命安全。
有鑑於此，本研究將針對連結送水管的特性、設置及設計時風險控管
2美國防火協會，http://www.nfpa.org，2012
3 林弘崧，「消防射水與中繼送水建議方案」，消防與防災科技雜誌，45，34-38頁，民國99年6月
等作進一步之研究探討，運用失效模式影響與關鍵性分析(FMECA)找出影 響連結送水管系統失效之關鍵指標及可能預防方案，並選用電腦水力計算 軟體加以模擬驗證，期所提結論與建議作為消防人員操作使用、系統測試、
維護管理及消防專技人員設計時之參考。
2.研究目的
依據上開研究動機，本文遂以「高樓連結送水管風險管理」為研究主 題，以期望達到下列之研究目的：
(1)歸納連結送水管之特性及相關規範，加強消防人員對此設備的了解。
(2)解析連結送水管各元件及風險分析，提出適當預防措施，供消防人員 教育訓練及消防專技人員系統設計階段參考，提高系統可靠度。
(3)運用電腦水力計算軟體量化連結送水管系統可能失效模式的後果，並 研訂風險控管策略。
(4)檢視系統相關現行法規及制度較為不足之處，提出具體建議供中央修 法或地方消防機關執行消防管理之參考。
1.2研究範圍與限制