遮蔽環境下細水霧滅火實驗

在經由開放空間中的油盆滅火實驗了解各條件對細水霧噴頭滅火能力之影響 後，本節實驗目的在探討由車體所產生之遮蔽效應及空間之開放性對水霧噴頭滅火能 力之影響。

6.5.1.開放空間細水霧滅火情形 1.實驗配置

實驗系統配置如圖 6-26，圖中藍色代表噴頭位置而紅色為熱電偶位置，實驗所 使用車體為先前燃燒實驗後所剩車殼，因此全車窗戶及前後檔風玻璃皆無。以邊長 30cm之方形油盆作為火源放置於駕駛座上，燃料為 2L汽油。噴頭採用 4 顆DANFASS 商用噴頭，設於高1.3m處，左右各兩顆，各噴頭間隔 1m，且噴頭中心指向車內。熱 電偶樹T1 至T4 中各包含 4 支熱電偶，間隔 0.5m，由上而下編號；T5 則設於車體上 中心軸線處，每0.6m設有 1 支熱電偶，共 5 支，由車頭起編號 1 至 5。

車內另設有6 支熱電偶以量測車內溫度，副駕駛座椅上(C1-1)，副駕駛座側後車 窗(C1-2)，副駕駛座側前車窗(C1-3)；駕駛座椅上(C2-1)，駕駛座側後車窗(C2-2)，駕 駛座側前車窗(C2-3)及中央車頂下(C2-4)。

圖 6-26 噴頭及熱電偶配置圖 (資料來源：本研究)

2.實驗結果

圖6-27 為車輛油盆空燒實驗之相片，點火後大量黑煙產生，而由於車輛全車窗 皆為開啟狀態，煙氣迅速排出車內，並累積於框架鋼板下方，形成煙層。實驗在油盆 空燒825 秒後自行熄滅。

圖 6-27 車輛油盆滅火實驗相片(空燒) (資料來源：本研究)

圖6-28 為車內外各位置之溫度。車內溫度最高出現於駕駛座及其窗口處，可達 約600℃。周遭環境中高溫出現於駕駛座側(T3 及T4)，又以上層溫度較高，約 140℃。

鋼板下方處之溫度由於距煙氣流出之窗口較遠，故較T3 及T4 之上層溫度略低，最高 約100℃。

(a)車內 (b)T1

(c)T2 (d)T3

(e)T4 (f)T5 圖 6-28 車輛油盆滅火溫度變化圖(空燒)

(資料來源：本研究)

(a)配置圖 (b)實驗相片 圖 6-29 車輛油盆滅火實驗(開放空間)

(資料來源：本研究)

圖6-29 為開放空間中車輛內油盆細水霧滅火實驗配置圖與相片，噴頭設置位置 恰為原車窗位置，因此4 個噴頭透過無玻璃之車窗，正對車內火源噴撒。細水霧啟動 時間為點火後100 秒後，受到細水霧噴射的影響，煙氣遭沖散，未有煙層累積。油盆

在點火661 秒後熄滅，由於熄滅所需時間與空燒時間(825 秒)接近，故視為燃料接近 耗盡火勢轉小而熄滅，非水霧直接撲滅。由車內外溫度變化(圖 6-30)可發現在細水霧 啟動後(圖中藍線)車內、車外及鋼板下之溫度均下降，並維持在 40℃以下，顯示出本 配置下細水霧有良好的降溫效果。

由以上結果可得知，細水霧作動對於開放空間中受到遮蔽的油盆火焰，並無法 達到滅火的目的，因此吾人將空間的侷限性增加，將實驗框架左右兩側包覆起來，形 成一半開放性空間，進行後續實驗，探討空間侷限效應是否可以增強細水霧的功能性。

6.5.2.半開放空間細水霧滅火情形

圖6-31 係利用帆布將機械式停車格模擬框架左右兩側予以遮蔽，形成一半開放 空間，並進行細水霧滅火實驗之配置圖與相片，與前次實驗不同之處在於車輛兩側以 帆布加蓋，用以限制水氣之動向，形成半開放空間。考慮到帆布之耐火性，細水霧噴 射時間改為點火後60 秒，點火 183 秒後油盆即熄滅，顯示出在半開放空間中，於此 種配置下，細水霧可有效的滅火，其熄滅所需時間遠低於開放空間(661 秒)與空燒時 (825 秒)，為確認滅火確實由細水霧噴射所造成，吾人進行 2 次重復實驗，兩次結果 相近，滅火所需時間分別為183 秒與 114 秒。

在車內外的溫度變化上(圖 6-32)，車內溫度之變化與前述開放空間之結果相同，

撒水後急速下降並維持在 40℃以下直到熄滅。車外溫度變化上亦同於開放空間實驗 結果。由上述實驗，吾人可知開放空間與半開放空間中之滅火與否，取決於水氣濃度 是否足夠，以及水霧能否進到車內（遮蔽體內）降溫。

(a)車內 (b)T1

(c)T2 (d)T3

(e)T4 (f)T5 圖 6-30 車輛油盆滅火溫度變化圖(開放空間)

(資料來源：本研究)

(a)配置圖 (b)實驗相片 圖 6-31 車輛油盆滅火實驗(半開放空間)

(資料來源：本研究)

(a)車內 (b)T1

(c)T2 (d)T3

(e)T4 (f)T5 圖 6-32 車輛油盆滅火溫度變化圖(半開放空間)

(資料來源：本研究)

為了解細水霧噴頭配置狀況對滅火能力之影響，吾人進行噴頭配置位置的改 變，首先改以前後配置的方式進行實驗。圖 6-33 為半開放空間中車輛內油盆細水霧 滅火之實驗配置圖與相片，測溫點配置與前次實驗相同，唯細水霧噴頭裝設位置不同 (圖 6-33(a))，如圖所示，4 個噴頭非全部正對車內火源噴撒，預期能藉由此種配置，

讓水氣如圖中虛線箭號移動，包圍車體進而達到滅火目的。實際實驗後發現結果不如 預期，受油盆燃燒產生熱氣推擠，水氣運動方向如實線箭號所示向外移動(見圖 6-33(b))，而火焰持續時間超過 1000 秒，仍無法有效滅火。

(a)配置圖 (b)實驗相片 圖 6-33 車輛油盆滅火實驗(半開放空間，半直噴)

(資料來源：本研究)

由車內外的溫度變化(圖 6-34)發現，撒水後(60 秒)車內溫度雖快速下降，但卻無 法維持，600 秒後車內溫度達到 100℃以上，顯示當細水霧非直接對火源噴射時，其

(a)車內 (b)T1

(c)T2 (d)T3

(e)T4 (f)T5

圖 6-34 車輛油盆滅火溫度變化圖(半開放空間，半直噴) (資料來源：本研究)

滅火效果不佳。而車外溫度變化不大，與前次實驗相同，可維持在約 40℃，顯示其 對環境有降溫控制之效果。

圖6-35 中實驗空間配置仍前述半開放空間實驗相同，但細水霧設置位置再度改 變(圖 6-35(a))，改成 4 個噴頭皆不正對車內火源噴射，而改至開放端兩側，預期可將 入口空氣潤濕，但實驗結果卻顯示水氣受到火源熱氣擠壓，而朝箭號方向向外移動，

此情形下火勢抑制能力更差(圖 6-35(b))，火焰不斷竄出車體，而持續時間超過 1000 秒，仍無法滅火。

由車內外溫度(圖 6-36)可發現：撒水後(60 秒)車內溫度未有下降之趨勢，維持在 300℃至 400℃；車外溫度變化不大，與前數次實驗相同，多維持在 40℃上下，僅T4 處有火焰竄出而最高可達到 90℃。顯示出於半開放空間狀況下，當完全不正對火源 噴撒時，細水霧並無滅火效果，僅有降低周遭溫度之效用。

(a)配置圖 (b)實驗相片 圖 6-35 車輛油盆滅火實驗(半開放空間，未直噴)

(資料來源：本研究)

6.5.3.半開放空間高遮蔽度火源細水霧滅火情形

上述實驗之火源系由車殼所保護住，在此種情況下，細水霧若直接針對火源進 行噴射，由於無車窗阻擋，因此水霧在直噴的情況下，可以進入車室內，達成滅火之 功效。以下將進一步把前述車殼之窗戶封閉，僅留駕駛座窗戶作為點火之用，車窗係 利用防火棉與鋼絲網予以封閉，細水霧噴射條件如前述案例，預期火勢不容易控制，

因此側邊改以木絲水泥板封閉，以形成一半開放空間，如圖6-37 所示。

(a)車內 (b)T1

(c)T2 (d)T3

(e)T4 (f)T5

圖 6-36 車輛油盆滅火溫度變化圖(半開放空間，未直噴) (資料來源：本研究)

(A)配置圖

(B)實體正面 (C)實體側面

圖 6-37 車輛油盆滅火實驗(半開放空間，前後噴射，車窗遮蔽) (資料來源：本研究)

於車窗遮蔽的條件下，吾人進行如前述6.5.2.節中的實驗項目，分別改變不同的 細水霧裝設位置，探討其對於遮蔽度高的火源是否仍有作用。由於水霧直接噴射、交 錯噴射或者前後噴射，均無法達到滅火效果，因此這部分僅提出一案例來說明。為了 瞭解細水霧在火源高遮蔽性的環境下，是否可以進入到火源燃燒處進行降溫，吾人增 設一熱電耦於油盆正上方處（測溫點F1）

實驗開始點火後38 秒開啟細水霧，從圖 6-38 (b)火源F1 溫度變化可以發現細水 霧並無法進入車內火源燃燒處產生冷卻效果，因此無法滅火。觀察環境溫度變化，發 現細水霧作動後可以控制未有火焰竄區域，但對於駕駛座旁（火源處）所竄出之火焰 則完全無防護的能力。

(a)車內 (b)油盤上方

(b)T1 (c)T2

(d)T3 (e)T4

(f)T5

圖 6-38 車輛油盆滅火實驗(半開放空間，前後噴射，車窗遮蔽) (資料來源：本研究)

6.5.4.接近密閉空間高遮蔽度火源細水霧滅火情形

基於6.5.3 的實驗結果，吾人發現，在火源遮蔽度極高的狀況下，細水霧並無法 達到滅火的效果，推測原因有二：（1）因前後為開放邊界，外界空氣會補入，致使 環境水氣濃度低（2）水霧受到遮蔽作用，無法進入高溫氣體往外膨脹的車室內進行 冷卻。根據此狀況，吾人嘗試將前後邊界同樣利用板子予以蓋住，形成一個接近密閉 的空間，探討在水氣累積的環境下，是否可以達到滅火的效果。實驗配置如圖6-39，

細水霧直對車室進行噴射，框架四周則均封板。

(A)配置圖 圖 6-39 車輛油盆滅火實驗(接近密閉空間，直噴)

(資料來源：本研究)

實驗結果如圖6-40 所示。實驗開始點火後 30 秒開啟細水霧，從圖 6-38 (b)火源 F1 溫度變化可以發現，於此種接近密閉的空間條件下，細水霧仍無法進入車內火源

燃燒處產生冷卻效果，因此無法滅火。觀察環境溫度變化，發現細水霧作動後對於環 境溫度控制之效果與6.5.3 節之結果類似，可以控制未有火焰竄區域，但對於駕駛座 旁（火源處）所竄出之火焰則完全無防護的能力。

(a)車內 (b)油盤上方

(b)T1 (c)T2

(d)T3 (e)T4

(f)T5

圖 6-40 車輛油盆滅火實驗(接近密閉空間，直噴) (資料來源：本研究)

綜合以上實驗結果，可瞭解，細水霧噴射位置對於滅火能力上，基本上僅對於 暴露於空間中的火源才有影響。對於遮蔽性火源，細水霧設置位置影響性不大，且空 間密閉性若不足，則細水霧濃無法累積產生窒息效果，因而無法達到滅火目的。歸結 起來，細水霧若要能滅火，首先需考量空間密閉性，其次才是火源的遮蔽性。

第七章 結論與建議