緒論

第一章 緒論

第一節 研究緣起與背景

於 1980 年開始，美國能源部針對從 1952 到 1980 年期間的 600 個自動 撒水系統作了完整的分析。根據此份分析報告指出，建築物有設置自動撒水 系統，在火場中的損失是沒有設置此項消防設備建築物的五分之一。由此看 來，自動撒水系統也許是控制建築物火災最可靠的消防設施，它之所以被廣 泛使用的原因是因為它可以有效率的自動探測到火源並熄滅火勢，撒水設備 的滅火效果是在整個燃燒過程中，藉著水的冷卻效果來減低溫度，如果能把 其冷卻效果和減低燃燒速度兩者結合起來，就能使火焰上方的溫度大大的降 低。當建築物中都安裝了自動撒水系統時，將會大量的降低因可怕的火災所 造成的生命財產損失。

因此在一般公共建築物上消防相關法令也強制要求加裝撒水設備。目前 水系統以自動撒水系統為主，已廣泛被應用於火災初期滅火。若啟動時間搭 配得宜，則水系統可以有效抑制甚至撲滅火源。當火災發生時容易產生大量 濃煙及高能量輻射熱，隨著水系統的作動，會使燃燒中的物質燃燒強度變 弱，因而產生更多的黑煙，也會使得煙層迅速下降，降低能見度，此點對於 逃生避難有相當程度的影響。水系統作用下，未燃或者是燃燒不完全的碳顆 粒將會被水滴捕捉，因此除了煙層下降的危險外，溶有碳顆粒的水滴若滴入 眼睛中，則會使得眼睛不舒服，因此延誤逃生或造成逃生的困難，將對人員 生命造成危害。因此在設計建築消防中，需考慮適時撲滅或控制火源外，還 要考量避難逃生規劃。

在避難設計的過程中，煙層下降時間並未將撒水設備的影響納入考慮。

本所歷年研究成果指出，水系統滅火的時間與煙層下降速度有明顯的關係，

水系統作用下，煙層下降速度會改變，因此影響到逃生避難設計，於鍾基強、

簡賢文(93)研究中，更已利用公式推導出含有撒水系統之性能式煙控設計煙 沈降與時間關係式，唯於實驗中並沒有加以比對並且將此公式納入建築物防 火避 難安 全性 能驗 證 技術 手冊 中。 若 能配 合現 今最 流行 之 性能 化設 計

（Performance Based Design），作一統整規劃，並引用為國內消防法規之規 範，便可解決許多傳統法規無法解決之問題。因此性能式之設計已成為未來 國內建築防火安全設計相當重要發展項目之一。

第二節 研究方法

撒水系統是公認能夠有效抑制火勢擴大最有效方法，而如何將性能式煙 控的計算公式與撒水效應做結合則是本研究的目的之一，另外本研究另一目 的為針對建築物防火避難安全性能驗證技術手冊中，煙層下降時間公式與煙 產生量公式作性能化公式修正，若能經由此研究來發展出有效的煙控計算公 式，對政府機關、業界等都會有一定程度上的幫助與應用。

首先本研究從理論探討，藉由蒐集撒水系統與煙控相關之國內外文獻回 顧與整理，確立煙層量測之研究方法與目標，同時建立一個居室空間尺寸的 實驗來驗證理論公式之可靠性，推導並驗證理論公式與實驗值之差異，再從 中修正其相關係數，使其符合實際情境。以不同燃料與配置撒水系統建立實 驗條件，並使用熱電偶(溫度量測)和照度計、不透光率分析儀來量測不同燃 料之溫度分布與觀察有無撒水情況下煙層高度隨時間變化情形，針對所得數 據資料進行比對、分析及討論，最後將分析結果整理歸納並完成文章撰寫，

第一章 緒論

蒐集國內外相關規範、文獻與試驗資料

結論與建議 有無排煙對煙層

影響探討

灑水系統對煙層影 響探討

實際試驗 FDS模擬

第一次專家學者諮詢座 談會

第二次專家學者諮詢座 談會

分析數據比較不同實驗 結果並與性能化公式做

比較與修正

確認煙層量測方法與目標

圖 1-1 研究流程圖 (資料來源:本研究自行整理)