第二章 文獻探討
第二節 長照機構消防安全設備應用探討
壹、建研所「安養長照機構總體煙控系統性能驗證及評估技術研究」計畫 本研究計畫(蔡綽芳、鍾基強，2016)探討應用防煙、阻煙、排煙設備 與技術配合長照機構空間構成總體煙控策略，來延長煙層下降時間，或者 提供一個相對安全等待救援的區域，以克服避難完成時間或等待救援時間 較長可能的風險。其重要發現如下：
一、依據「住宿式長照服務機構防火及避難安全改善參考手冊」之中「火 災區離室避難；非火災區初期就地避難」的避難概念為主軸，以實際 案例探討既有安養長照機構較為適合採用之煙控系統設計。研究發現，
當發生火災時，若起火室之房門為防火門，且於第一時間確實關閉，
能有效延緩濃煙由起火室漫延起火室外，並可隔絕高溫，防止延燒。
二、依據數個不同安養機構之平面配置，歸納出煙控系統設置採分區規劃 之可行性，規劃原則如下：
(一)若是機構僅位於地上一樓，設有可直接對外之出口者，其排煙設 備之排煙口排煙方向需與人員避難方向相反，如圖 3-4、圖 3-5 所 示。
(二)若是機構設於樓上層，則建議規劃等待救援空間，並採正壓防煙
第三章 長照機構防火及避難安全性能探討
以防止濃煙侵入，其他居室則建議設置排煙設備將濃煙排除。
圖 3-4 某護理之家(單側核心型)排煙設計建議示意圖
(資料來源：蔡綽芳、鍾基強，2016)
長照機構防火避難安全性能改善參考手冊精進研究
圖 3-5 某老人長照中心(中央核心型)排煙設計建議示意圖
(資料來源：蔡綽芳、鍾基強，2016)
三、改善策略的選擇必須考慮安養機構建築物本身的條件，且以業主的角 度而言，消防安全固然重要，但從現實層面來說，若需花費過高的改 善預算則會降低業主的改善意願，因此考慮改善的預算是相當重要的 一環。所以了解各種策略的差異，並且評估如何利用建築物本身既有 的條件與消防設備來做出正確改善選擇是非常重要的。例如：若要使 用加壓防煙，建築物本身最好已有機械風機以及建築物本身的排煙管 道已相當完整。如果要對一棟沒有完整排煙管道的建築物做大肆整頓，
第三章 長照機構防火及避難安全性能探討
還需再購買高功率的風機，這樣的改善預算不易讓業主接受，建築物 本身如有排煙系統其排煙管道是比較完整的，可以不用花費過多的經 費來進行改善。
四、經過現場勘查後，建議安養長照機構進行煙控系統設計時，應考量規 劃作為等待救援空間之區域(或居室)，該區域(或居室)建議不可放置 任何可燃物，若無法避免，則應設置兩處，並改善及確保其氣密性後，
增設進風設備，使其居室開口部兩側應有 5 Pa 以上的壓差存在。其 餘各居室，為避免火勢成長，居室內應設置自動撒水設備。若因環境 因素無法設置，則應考量設置簡易水系統滅火設備，以期可在火災初 期火勢即受到控制或撲滅，減少災害發生。
貳、建研所「老人福利機構火警探測、自動撒水設備驗證基準及避難器 具檢討之研究」計畫
本研究計畫(鍾基強，2018)應用全尺寸實驗探討老人福利機構設置火 警偵煙、滅火設備後對於初期火災緊急應變作為之影響效應，依據全尺 寸實驗之結果，主要發現及建議事項如下：
一、依據全尺寸實驗之結果，在火勢成長極快(煙生成量大)的情境下，吸 氣式偵煙探測系統與光電式局限型偵煙探測器(一、二種)的反應時間 相近；而在火勢成長緩慢(煙生成量小)的情境下，吸氣式偵煙探測系 統與光電式局限型偵煙探測器(一種)的反應時間相近，光電式局限型 偵煙探測器(二種)的反應時間延遲約一分鐘，故偵煙探測器建議選擇 裝設吸氣式偵煙探測系統或光電式局限型偵煙探測器(一種)，且裝 設位置應於居室中央或均勻配置。
二、當撒水頭位於火源兩側時，啟動時間受火勢大小相較於設置位置影 響較大。與此同時，自動熔斷單一顆撒水頭使其撒水其平均降溫 0.37
～0.41℃/秒(以實驗 1 為例：在點火後 20 秒時，距離地面 3m 處所量
長照機構防火避難安全性能改善參考手冊精進研究
得之最高溫度為 122.3℃，在點火後 230 秒時溫度降至 44.4℃，平均 降溫 0.37℃/秒)，自動熔斷兩顆撒水頭使其撒水其平均降溫 0.56℃/
秒(以實驗 2 為例：在點火後 20 秒時，距離地面 3m 處所量得之最高 溫度為 128.9℃，在點火後 170 秒時溫度降至 44.7℃，平均降溫 0.56
℃/秒)。故若能自動熔斷兩顆撒水頭使其撒水，其降低室內火場溫度 的速度將快於自動熔斷一顆撒水頭，速度約增加 36.6%，故撒水頭 建議可依據其防護半徑均勻配置。
三、若於早期發現火災並立即手持滅火器進行滅火，可針對火源進行滅 火，有機會可完全撲滅火源並抑止火勢、濃煙與有害氣體產生。另 依據實驗觀察，床墊起火後，容易在內部悶燒，故建議使用水基型 滅火器或細水霧滅火器進行滅火，使床墊潤濕避免復燃。
四、在火勢成長極快的情境下，在 20 秒內，發光體能見度將大幅降低；
而在火勢成長緩慢的情境下，僅有大約四分鐘左右的時間可維持 20m 以上的發光體能見度，顯見避難逃生行為均應在四分鐘以內進 行，以爭取在較佳的能見度下順利避難。
五、在火勢成長極快的情境下，CO 濃度會在一分鐘左右達到 200PPM 左 右，CO2濃度會在兩分鐘以內達到 4500PPM 左右；而在假設住房床 鋪受微火源引燃，火勢成長緩慢的情境下，CO 濃度將會持續上升，
CO2濃度會在五分鐘左右達到 4200PPM 左右，故起火兩分鐘後在無 任何防護裝備的情況下應避免進入起火居室，而在火勢成長緩慢的 情境下，起火五分鐘後在無任何防護裝備的情況下應避免進入起火 居室，避免人員因居室內有害氣體而造成傷害。
叁、建研所「長照機構全尺度居室火災探測及滅火設備之實驗及驗證分 析」計畫
本研究計畫(王榮進、鍾基強，2019)探討火警偵煙探測設備及水自動
第三章 長照機構防火及避難安全性能探討
滅 火 設 備 在 不 同 情 境 規 劃 下 的 性 能 表 現 ， 同 時 利 用 電 腦 模 擬 軟 體 (Pyrosim-FDS)，模擬全尺寸居室之煙流特性與危害分析。主要發現及建 議事項如下：
一、不同的水自動滅火設備對機構住房的泡棉床墊火災之反應特性 (一) 依據實驗結果，假設住房為人為縱火(火勢成長極快)的情境下，
三種不同水自動滅火設備均在極短的時間(21 秒)內撒水作動。
(二) 若是在假設住房床鋪受微火源引燃(火勢成長緩慢)且細水霧自 動滅火設備係藉由偵煙探測器偵知火災後連動啟動，而非由溫 度感知達一定溫度後啟動的情形下，細水霧自動滅火設備啟動 時間快於一般自動撒水設備及水道連結型自動撒水設備。故當 該居室在受微火源引燃已產生煙霧但卻未生成高溫的情況下，
偵煙探測器若已偵知火災，將於火災初期連動啟動細水霧自動 撒水設備。
(三) 在假設住房床鋪受微火源引燃(火勢成長緩慢)的情境下，即使環 境溫度已達認可基準之氣流溫度，若是氣流速度未能一併滿足，
則有可能導致延遲一般水自動滅火系統及水道連結型自動撒水 設備撒水頭作動反應。但此時火警自動警報設備已動作，而火 勢尚未擴大，自衛消防編組人員應可持手動滅火設備（滅火器、
室內消防栓）進行初期滅火。
(四) 針對不同的水自動滅火設備對機構住房的泡棉床墊火災特性，
本研究共計進行 12 次全尺寸實驗。水道連結型自動撒水設備的 四次實驗中有兩次未能完全滅火(為實驗 3、4)。推測係因火勢 較小，氣流速度不足無法使撒水頭熔斷啟動或是啟動時間較晚。
細水霧自動撒水設備雖四次實驗皆可完全滅火，但依據實驗觀 察滅火過程需要較長時間，由於細水霧自動撒水設備放水量少
長照機構防火避難安全性能改善參考手冊精進研究
於水道連結型自動撒水設備及一般自動撒水設備，可能影響火 勢撲滅的效果。一般水自動滅火系統雖四次實驗皆可完全滅火，
但依據實驗觀察，因一般水自動滅火系統放水量較大，雖有較 理想之控火效果，但同時也有造成水損擴大的疑慮。
(五) 依據實驗結果，細水霧自動撒水設備因在火災初期即啟動，故 距離地面 1m 處的最高溫度皆可維持在 60℃以內。而一般水自 動滅火系統由於放水量高於水道連結型自動撒水設備，故一般 水自動滅火系統的平均降溫速度高於水道連結型自動撒水設備 約 3.2 倍。
(六) 同時將所量測到的煙層遮蔽率與有害氣體濃度交叉分析後可知，
細水霧自動撒水設備啟動後雖然會在很短的時間內使得空間內 的能見度大幅下降，但無論是 CO 或 CO2所量測到的氣體濃度 均低於水道連結型自動撒水設備及一般水自動滅火系統，表示 細水霧自動撒水設備滌煙效果優於另外兩者。
(七) 依據實驗結果，水道連結型自動撒水設備若為開放式系統，在 降溫、降低有害氣體濃度、降低遮蔽率等實驗量測項目上，效 果優於密閉濕式。
二、不同起火位置對不同火警偵煙探測設備的有效反應分析
(一) 在火勢較大(煙生成量大)的情境下，吸氣式偵煙探測系統啟動時 間與光電式局限型偵煙探測器(一、二種)相近，均在短時間(23 秒)內偵知啟動。
(二) 由實驗結果發現，當火盤位於角落(靠兩面牆)時，無論採用大火 盤或小火盤，由於距離偵煙探測器最遠，故偵知時間最長。
(三) 在小火盤(煙生成量小)的情境下，油盤位於靠一面牆相較於火盤 放置於居室中間(最接近探測器)的位置，光電式局限型偵煙探測
第三章 長照機構防火及避難安全性能探討
器(一、二種)偵知時間均約增加 54%。油盤位於角落(靠兩面牆) 相較於火盤放置於居室中間(最接近探測器)的位置，光電式局限 型偵煙探測器(一、二種)偵知時間均約增加 176%。故當偵煙探 測器至角落距離若大於偵煙探測器至最近牆面距離 2 倍以上時，
器(一、二種)偵知時間均約增加 54%。油盤位於角落(靠兩面牆) 相較於火盤放置於居室中間(最接近探測器)的位置，光電式局限 型偵煙探測器(一、二種)偵知時間均約增加 176%。故當偵煙探 測器至角落距離若大於偵煙探測器至最近牆面距離 2 倍以上時，