防火機制之設計

由圖 3-10 可知火災發生的過程與防火系統間運作與啟動之關係。消防系統設計之 初應有充分之防火管理的規劃，當系統發現火災發生之時，便須立即通報並做初期滅火 之動作與避難之措施，若火勢仍未受到控制則必須需防止其繼續延燒並開始正式滅火之 動作。

本系統以無線感測網路作為火災自動感知、偵知系統，藉由溫度感測、含煙量感測 與光度感測之功能感測環境溫度、煙量與光度的變化，並設置警戒值作為系統判斷火災 與決策警報系統啟動與否之依據。當環境感測值超過警戒值時系統即會警示火災之發 生。也因為無線感測器不僅是具有敏銳之偵測功能外，還可具有自組網路型態之功能，

故透過訊號的傳遞取得火場資訊的同時也可以得知感測器相互間之位置與關係因而可 以即時判斷出火災發生的位置、範圍以及嚴重性，並透過本系統之網頁介面顯示，以供 使用者與救火人員掌握火場資訊，提升救火之效率。判斷出火災發生的同時，系統亦會 啟動警報、警示之功能以提醒使用者與管理者，若火災情況仍持續系統則會發出主動控 制，並採取滅火、阻火等之救火措施，如圖 3-11 所示。以下將介紹本系統設計之判斷 火災之方式。

圖 3-10 防火系統設計之流程

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圖 3-11 「無線感測網路應用於建築物防火資訊系統」系統運作之流程圖

(一)、 無線感測系統的佈設

依照欲感測火場環境的目的選擇適當的無線傳輸模組與感測器，並根據感測器的特 性與有效量測範圍以及消防安全設備對感測設備之規定對欲感測的環境作無線感測網 路的配置設計，以形成一個防火的無線感測網絡。當無線感測網路佈設完畢後即可與本 系統建立連線，並開始感測的工作。無線感測網路的基地台(Gateway) 收集感測訊號並 傳遞至系統之資料庫中，訊號經由本系統的處理與分析後將可提供本系統透過使用者介 面傳達資訊。而無線感測網路具有定址與可自我組態(Self-Configuration)的能力，因此將 可以透過感測資料知道火災可能發生的位置與可能之範圍。而無線感測器與無線感測網 路應如何有效的佈設於感測環境中方能發揮最大之效能且最經濟亦是一門大學問。

以消防設計之火警自動警報設備的規定來規劃火警分區，每一火警分區不得超過一 層樓且樓地板面積不得超過 600 ㎝²，同時，每一分區之任一邊長不可超過 50m[26]，而 無線感測器之有效感測距離僅介於數公尺至一百公尺之內，又需考慮整體感測網路之連 通性，故假設系統間之感測器距離不超過 25m[27]。以交通大學土木系舘一樓為例，其 樓地板面積為 1464.47 ㎡，則火警分區至少需分為三個區塊，又此平面多受構造體包圍 間隔，因此每一隔間內均需配置至少一個感測器。故本研究將於平面內規劃佈設三組無 線感測網路並以 Group 命名，分別為 G1、G2 與 G3，而每一區域內又由多個無線感測 器構成，故其編號依序為 G1-1、G1-2、、G2-1、、以此類推，共 18 個感測點，其佈設 之方式與位置如圖 3-12 所示：

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圖 3-12 無線感測系統之佈設與分區

(二)、 防火系統設計

火災的發生，主要是由火場中溫度、光度與含煙量來判斷的。藉由感測系統長時間 持續性的感測可以得知室內環境變化的情形，故當室內環境感測到異常時便有可能是發 生火災了。當然導致環境變化的因素相當多，但本研究以討論火災之問題為主，故本系 統設計當室內環境溫度、光度與含煙量變化量超過安全範圍與警戒值時，系統即須作出 火災發生之警告與防火相關之連動控制等動作。而本系統所使用之無線感測系統為具有 感測溫度、煙量與光度之功能，符合火警自動探測系統之多信號探測器之定義，故其探 測原理需與複合式探測器之規定相符。本無線感測系統乃屬於複合式局限型探測器中之 熱煙複合式局限型之探測器，具有差動式局限型探測器與離子式局限型探測器之特性，

故本研究將本系統之火災感測動作原理定義如表 3-7 所示，並根據國家標準局對火警探 測器之差動式局限型探測器與離子式局限型探測器的動作與靈敏度規定，定義本防火系 統判斷火災發生與系統發佈警報之依據。

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圖 3-13 「無線感測網路應用於建築物防火資訊系統」之防火設計流程圖

讀取訊號資料

顯示訊號資料

溫度變化量

>10℃/min

火災發生

NO

Yes 開啟即時介面

圖 3-14 系統火災判斷之流程圖－溫度

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