細水霧噴頭特性檢測基準之探討

IMO RES.A.800 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。UL-2167 與 IMO 試驗內容大致相同，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 ¹⁹ 建議以 UL-2167 為研訂國內細水霧規範之主要參考依 據。自動撒水設備之撒水頭與細水霧噴頭在構造上及裝設使用上，有許多相 似之處，故可參考國內之「密閉式撒水頭認可基準」。首先整理出 UL-2167 與密閉式撒水頭認可基準檢測項表列目如下：

表 2-4 撒水頭測試項目表

編號 撒水頭測試項目 UL

（細水霧）

我國

（水系統）

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) ○

23 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) ○ ○ 18 動態加熱(Dynamic Heating) ○

19 風洞測試(Plunge Test) ○ ○ 20 延長風洞測試(Prolonged Plunge Test) ○

21 耐熱測試(Heat Resistance) ○

22 振動(Vibration) ○ ○

23 粗糙處理測試(Rough Usage Test) ○

24 衝擊測試(Impact Test) ○ ○ 25 橫向放射(Later Discharge) ○

26 30 天耐洩漏( Thirty-Day Leakage Resistance) ○ ○ 27 耐真空(Vacuum Resistance) ○

28 堵塞測試(Clogging Test) ○

24

29 抗凍測試(Freezing Test) ○

由上表的檢驗項目可以看出，噴頭的物理性能（本體及元件強度）、耐 蝕性能、作動性能等規定兩者均有。可以看出國外細水霧規範要求的檢驗項 目較多，由於細水霧系統的工作壓力高出自動撒水系統甚多，因此對於抗洩 漏耐壓性有較嚴格的要求；由於細水霧噴頭的孔徑極小容易堵塞，因此需進 行堵塞試驗；特別值得注意的是，水滴粒徑大小與速度試驗這個項目關係著 細水霧的滅火效果，也是最為關鍵的部分。

第 六 節 美 國 UL 撒 水 分 佈 試 驗 與 粒 徑 速 度 試 驗 方 法 UL-2167 對於細水霧粒徑與速度試驗規定於第 14 節及第 15 節，需先進 行水分佈試驗來決定量測範圍的直徑D，然後再量測規定的 24 個量測點的粒 徑與速度，試驗方法如下：

（一）撒水分布測試

1.噴頭的放射特性根據以下的步驟 2 到步驟 7 進行。

2.測試在一個具有最小尺寸 7×7m 的測試室進行或在最大覆蓋區域 300%測試區進行(取較大者)。1 顆單獨的開放式噴頭及 4 顆開放式 噴頭配置以製造商設計安裝手冊規範的最大間距安裝在方形區域 內。

3.對於向上式噴頭，天花板與配管間距離為 50mm。對於垂吊式噴頭距 離為275mm，或依製造商設計及安裝手冊的規範。對於沒有配管的 噴頭，距離的測量為從天花板測量到噴頭出水口。

25 4.嵌壁式、flush、及隱藏式噴頭安裝在人造天花板上，天花板尺寸不

能小於6×6m，噴頭對稱排列在測試室內，噴頭依製造商設計及安 裝手冊之規定安裝在天花板上。

5.在一個正方形格局內的樓地板上放置足夠數量的集水器，集水器尺 寸為305×305mm。依製造商設計及安裝手冊所說明防護區大小，並 在此防護區取一個90 度弧形防護區域收集放射的水。安裝一個單獨 的噴頭在垂直下降的位置，如此一來集水器頂部與噴頭出水孔水平 面距離為1m。

6.依製造商設計及安裝手冊規範，測試符合最小放射壓力時的水放射 流量，持續最少10 分鐘，同時紀錄每一個集水器收集到的水量。集 水器最小的正方形模型至少要包含最少全部放射水的22.5%。沿著 正方形模型邊緣延長至二倍數量的集水器，即可假設為放射模型的 直徑D。

7.測試在最大放射壓力的流量，重複同樣的測試流程。

8.當放射樣品超過動作壓力範圍須進行額外的火災測試時，流量分布 的測試結果可用來決定放射的樣式。

（二）水滴大小與速度

1.水滴大小與水滴速度分布應跟據以下步驟 2 的規範在 24 個測量位置 判定，如下圖2-3 所示。以距離細水霧噴頭中心軸 0.203D、0.353D、

0.456D 的位置測量水滴大小與速度，其中 D 為放射模型的直徑，從 噴頭出水孔到測量點平面的距離應為1m。

26

圖 2-3 粒徑測量位置圖

2.測試須針對製造商指定的最小或待機及最大操作壓力量測平均水滴 直徑、速度及粒徑大小分布。在資料收集後，使用Standard Practice for Determining Data Criteria and Processing for Liquid Drop Size Analysis ,ASTM- E 799(1992)所述的方法，決定取樣數量、級距分 類、粒子大小特性及粒徑大小分布測量方式。

3.當系統使用超過動作壓力範圍，須進行額外火災測試，也需據此判 定水滴粒徑大小及速度測量的結果。細水霧的粒徑量測範圍需包含 50-2000 microns 的範圍。