細水霧噴頭檢測規範草案

本研究欲擬定之細水霧噴頭檢測規範草案，主要分成兩部分，分別為「細水霧 噴頭一致性與功能性檢查」以及「細水霧噴頭粒徑量測」。於「細水霧噴頭一致性與 功能性檢查」則主要參考EN 14972 附錄C 「Testing of nozzles」的測試項目，基本上 與FM 750、UL-2167 類似，均源自於撒水頭的測試規範，再依據細水霧噴頭之特性加 以增減測試項目；細水霧粒徑噴頭量測上，主要參考EN 14972 附錄B的「droplet size distribution determining procedure」與UL-2167 噴霧粒徑速度量測部分，予以整理所得。

細水霧噴頭一致性與功能性檢查

國內之「密閉式撒水頭認可基準」測試項目與細水霧噴頭規範，如UL-2167，有 許多相似之處。UL-2167 與IMO試驗內容大致相同，以船艙為主要考慮之使用空間，

測試條件以海上之環境為參考依據，惟試驗條件稍有修改，對於不同噴頭（自動噴頭 與開放式噴頭等），有更明確之試驗要求，內容也更完善，因此簡賢文[5]建議以 UL-2167 作為研訂國內細水霧規範之主要參考依據。但UL-2167 主要還是基於IMO而

來，因此其於測試空間上，仍偏向船舶空間，相較之下，EN14972 則具有一般建築物 空間的細水霧性能測試，因此EN14972 較適用於作為建築物用細水霧規範參考，尤其 是實場驗證部分，以下就EN14972 噴頭測試項目部分，與我國密閉式撒水頭認可基準 及UL-2167 進行比較：

1 標稱動作溫度(Nominal Operationg Temperatures) ○ ○

2 作動溫度測試(Operation Temperature Test) ○ ○ ○ 3 流量測試(Water Flow Test) ○ ○ ○ 4 水量分布測試(Water Sistribution Test) ○ ○ ○ 5 水滴粒徑大小與速度(Water Droplet Size and Velocity) ○ ○ 6 功能測試(Function Test) ○ ○ ○ 7 迴水板/限流孔配件測試(Deflector/Orifice Assembly Test) ○

8 本體強度測試(Body Strength Test) ○ ○ ○ 9 玻璃球元件強度(Strength of Glass Bulb Elements) ○ ○ ○ 10 易熔元件強度(Strength of Fusible Elements) ○ ○

11 抗洩漏(Leak Resistance) ○ ○ 12 液體靜壓強度(Hydrostatic Strength) ○

13 熱暴露(Heat Exposure) ○ ○ ○ 14 熱陡震(Thermal Shock) ○ ○ ○ 15 腐蝕測試(Corrosion Tests) ○ ○ ○ 16 噴頭塗層完整性(Integrity of Nozzle Coatings) ○

17 水錘測試(Water Hammer) ○ ○

27 耐真空(Vacuum Resistance) ○ ○ 28 堵塞測試(Clogging Test) ○ ○ 29 抗凍測試(Freezing Test) ○ ○ 30 鹽噴霧腐蝕測試(Salt spray corrosion) ○ ○ 31 潮濕空氣暴露測試(Moist air exposure) ○ ○

(資料來源：本研究)

由以上比較資料可得知，EN14972 之噴頭測試項目均包含於UL-2167 之測試項 目內，因此於噴頭一致性測試部分不需重造輪子，此部分於可直接參考陳俊勳教授[6]

於 92 年「水系統火災控制技術之研究（II）細水霧滅火系統技術研發之規劃研究」

期末報告中，4.4 節「UL2167 噴頭本體檢測項目」，唯其中細水霧噴頭粒徑量測部分，

EN14972 之相關規定與說明較清楚，因此建議此部分參考EN14972，擬定草案如下所 述。

細水霧噴頭粒徑量測方法草案

參考EN14972 以及建研所歷年研究成果，訂定以下「細水霧噴頭粒徑量測方 法」，本方法可提供國內細水霧研究團隊之參考、中國國家標準（CNS）、消防主管 機關訂定規範或是業主制訂驗收規範之參考。本草案詳述如下：

1.適用範圍及目的：

1.1 適用範圍：本量測方法用於量測細水霧噴頭粒徑分佈。

1.2 目的：提供細水霧粒徑特徵參數，作為細水霧分類、穩定性及規格擬定之依 據。

2.用語定義：

2.1.細水霧：體積粒徑 99％（Dv99）以上之直徑在 0.5 到 1000μｍ以下之水滴。

2.2.細水霧噴頭：可產生細水霧的噴頭。

2.3.量測直徑D：粒徑量測範圍之直徑，為細水霧噴頭廠商規格上之兩倍防護半 徑。

2.4.最大防護區域（A）：在假設防護區域高度為 3 公尺的情形下，依噴頭廠商 之設計手冊所標稱之有效防護面積，即A=πD²/4。

3.量測儀器：水霧噴霧粒徑量測儀（例如MALVERN、PDA或LDA），用以快速量測 細水霧噴頭水滴大小之分佈情形。

4.試驗環境要求與前置作業

4.1.試驗空間：試驗空間尺寸應在長寬各為 7 公尺以上，且需考量待測細水霧噴 頭應用空間之邊界條件，於試驗空間內予以盡可能重現該邊界條件。

4.2.細水霧噴頭安裝：單獨的細水霧噴頭裝設於實驗空間中央的可移動台架上，

加壓管路、加壓泵以及操作壓力均參考原廠使用安裝手冊設定。

4.3 實驗溫濕度需求：實驗空間溫度需在 25±10 度，且濕度需於 60±20％下方可 進行，每次量測前需將實驗空間清空（purge）。

5.粒徑分佈量測

5.1.量測裝置：將水霧噴霧粒徑量測儀發射端與接收端距離 67.5cm以上以減少量 測設備對於流場的擾動，為保護Malvern量測設備，應於雷射出口與接收端 加裝空氣噴氣設備（air purge）使細水霧不會沾濕鏡頭，並調整噴氣量使其 不影響細水霧為原則。

5.2.實驗安裝：細水霧噴頭依 4.2 節方式安裝，噴頭高度設定於水霧噴霧粒徑量 測儀量測雷射光束垂直上方高度1 公尺處。

5.3.量測方式

5.3.1 調整水泵壓力至細水霧噴頭設計工作壓力，並啟動水霧進行量測。

5.3.2 水霧噴霧粒徑量測儀先以 450mm接收端鏡頭，於細水霧正下方（圖 4-1 中 心點），進行細水霧量測，若粒徑分佈有超出量測範圍，則非本辦法適用 之細水霧。若最大粒徑不達 500μm ，則需更換 250mm鏡頭；若最大粒徑 不超過100μm ，則需更換成 100mm的鏡頭，以確保準確度。

5.3.3 確認好接收端鏡頭焦距後，便可進行量測，量測位置如圖 4-1 所示，分別

為細水霧噴頭中央與四個像限（0.1D、0.2D、0.3D、0.4D、0.5D），共需 量測21 點。

5.4.量測之粒徑，由控制軟體依「Standard Practice for Determining Data Criteria and Processing for Liquid Drop Size Analysis，ASTM E 799-03」所述的方法自動計 算面積平均粒徑D32、粒徑百分比分佈及其他所需粒徑特性。

圖 4-1 粒徑測量位置圖 (資料來源：EN14972)

6.試驗記錄與報告內容

6.1.試驗記錄：需記錄水泵供水壓力、噴頭噴射錐角、D32 粒徑、Dv10、Dv50、

Dv90、SPAN（粒徑分佈程度）。

6.2.報告內容：試驗報告應包含以下內容

6.2.1 細水霧噴頭資料：產品說明、噴頭圖面、最大防護半徑、K-factor、細水霧 試驗空間尺寸與密閉性要求。

6.2.2 測試條件：水泵壓力、噴頭噴射方向、環境溫濕度。

6.2.3 測試結果：於各量測點上之噴頭噴射錐角、D32 粒徑、Dv10、Dv50、Dv90、

SPAN（粒徑分佈程度）