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參照NFPA的定義,滅火系統之設置,應確定其性能目標為何種防護層 次[32],說明如下:

(一)控制火勢(Fire control):

1. 藉由濕潤鄰近可燃物來限制火勢的擴大,並控制天花板可燃氣體溫 度以避免建築結構體的受損。

2. 降低建築結構在熱氣中的暴露程度。(例如:避免閃燃)

3. 降低火災對防護區內人員的威脅。

4. 降低燃燒相關特性,如熱釋放率,火災成長率,延燒現象。

(二)抑制火災(Fire suppression):

以冷卻作用使火災熱釋放率急劇下降,並且防止火勢再度成長。

(三)撲滅火災(Fire extinguishment):

完全抑制火災,直到沒有燃燒物燃燒。

(四)控制溫度(Temperature control)

(五)預防延燒(Exposure protection)

主動式消防滅火防護系統設置之性能目標概念,如圖5.9 所示,應至 少能以影響或干擾火災成長趨勢,達成火災控制之目標,若僅能使火勢減 緩,火災危險點仍將出現,此滅火功能設計亦屬失效。而滅火系統功能是 否有效之概念,取決於滅火防護系統整體動作流程之時間控制:採用靈敏 快速的感知反應元件,愈快啟動釋放,可達到燃燒表面的滅火劑量(ADD)

大於抑制火災理論的需求劑量(RDD),滅火效果愈好,反之啟動時間遲 緩,過了滅火有效之時間點,當RDD>ADD時,滅火系統就很難抑制火災 而失效,如圖5.10所示。故實務上滅火系統設計時,應考量下列課題:

(一)儘早(至少即時)啟動火災防護警報動作。

(二)全面監視並精確指出火源發生位置。

(三)避免火警警報誤動作啟動意外。

(四)防護系統動作處理程序各項訊息之傳達。

(五)精準的防護系統啟動順序時程設定。

(六)無二次污染公害環保化滅火藥劑之選用。

(七)滅火設備防護佈點涵蓋之週延性。

(八)滅火防護應考量電氣絕緣安全。

(九)消防系統可再循環使用的可能性評估。

對於臺北車站大樓特種建築物G+1 層挑高空間,無樑柱結構開闊樓地 板面積粗估約3430m2,玻璃採光窗頂棚平均高達41m。目前為臺鐵售票櫃 檯區,票務、班車時程等電氣機器設備密佈,係臺北車站內最重要之營運 場所,平時已匯聚許多不特定人群使用,未來配合商場業者營業活動,可 進行商品特賣、促銷展示或綜合活動等,使用型態變化多,開放空間人員 進出管制不易,火災潛在風險高,故應檢討設置自動滅火設備予以防護。

國內「消防設置標準」規定:供車站使用,樓地板面積大於1500m2者,

應設自動撒水設備。但對於挑高空間應如何設置撒水設備,僅作概括性之 規範:如(1)天花板高度超過 10m 者應採用放水型撒水頭,(2)開放式 撒水設備之自動啟動裝置感知撒水頭應設在距樓地板高度5m 以下有效探 測火災之處,(3)放水型撒水頭之放水量(流量密度)應達 5~10 litre/min/m2 以上等。至於滅火性能目標,則並無明顯相關之規定。

回顧滅火系統性能有效性之分析說明,判斷本案挑高空間不適用撒水 設備之理由如下:其中(一)~(三)項均有 ADD 不足之疑慮。

(一)挑高空間高度高,火災產生之熱氣流上升距離太長,溫度梯度隨高 度遞減,撒水頭偵測不易或啟動時間過長,致密閉濕式撒水系統不 動作或失效。

(二)若採火警探測器感知,啟動一齊開放閥放水,由於面積寬廣,同時 釋放之開放式(放水型)撒水頭數量龐大,超過撒水泵浦之供水負 載能力,致滅火水量不足。

(三)撒水頭放水距離太長,落水受大規模火勢上升氣流干擾,不易控制 撒水粒徑之均勻,無法確保穩定之流量密度下降到火災區,難以保 證滅火效能。

(四)開放撒水頭僅能全區同時釋放,過多水量落到非火災區域,反造成 大量水損。

(五)施工困難,且頂棚為玻璃採光窗造型,設置撒水系統露明配管,破 壞建築內部裝修美觀甚鉅。

採用自動放水槍滅火系統,針對挑高空間火源發現位置,直接以適當 水量射水撲滅,除對滅火性能有效性有較高之掌握度外,亦可改善撒水設 備上述不適用之缺失。而依「消防設置標準」第2 條規定,引用同等效能 以上之消防技術、工法或設備時,應檢具具體證明向中央消防主管機關申

自動放水槍滅火系統之架構,參閱 圖 4.6 及 圖 4.7,主要構成設備功 能及動作流程規範,摘要如下[51]:

(一)構成設備功能

1. 極早期空氣取樣偵煙探測器:

偵測防護(挑高)空間之異常煙氣現象,提供極早期火災預警訊息,

提早啟動應變時機,增加火災因應時間。

2. 紅外線火焰探測器:

紅外線火焰探測器在開放空間內連續掃描,偵測火災生成的高温二 氧化碳的放射能量,擷取熱輻射波長於 4.4~4.5μm 範圍內,判定異 常熱源發生。

演算從紅外線火焰探測器至熱源的距離,進行紅外線放射能量及熱 源的大小補正,辨別該熱源為「非火災」、「預警」、「火災」,並定 位熱源之視線方向。

當防護區域設置2 台探測器偵測到同一火災時,將各自視線方向的 運算交點定為起火點。

3. 放水槍:

該熱源確認為火災時,放水槍透過中央操作台控制,能夠自動準確 地瞄準起火點位置,而後進行放水滅火。

4. 火災監視器:

紅外線火焰探測器判定火災發生時,火災監視器將自動瞄準測得之 火災位置,並做現場實況顯示。作為滅火進度監視的支援功能。

5. 中央操作台:

進行火災位置之計算、系統集中監視及控制操作功能,紅外線火焰 探測器發現異常高溫熱源時,由中央操作台電腦儲存中的開放空間 數據運算異常高溫熱源位置。包含顯示部、操作部、火災監視顯示 器及箱體等四部份。

6. 現場操作盤:

進行現場操作放水槍的控制功能,包含操作照明燈、操作控制部及 箱體等。

(二)動作流程規範 1. 放水方式:

可分為自動進行放水的「自動方式」(含 3 分鐘延遲時間)及藉由

操作放水開關進行放水的「手動方式」。預設標準模式為:從火災 探測到放水槍瞄準之全部過程均為自動進行。

2. 預警

感應部發現異常高溫熱源,該熱源可分為非火災熱源與後續有可能 擴大為火災熱源等兩種。該熱源被視為預警時,中央操作台彩色監 視器與訊息顯示螢幕之電源自動打開,此預警之位置與溫度被顯示 在訊息顯示幕上。防災人員透過監視器及目視確認判斷是否「非火 災」或「火災」,進行滅火準備。

3. 發現火災

若熱源溫度進一步上升,達到火災判定溫度以上,將視為火災發 生,訊息顯示幕上顯示其位置和規模。放水槍及火災監視器自動瞄 向火源,並在中央操作台監視螢幕顯示現場實況。

4. 火災確認

立即用現場滅火器進行滅火。若滅火器無法有效滅火時,確認火災 成長與人員避難等狀況,再決定採用放水槍滅火。

5. 自動放水

自動放水方式,經設定延遲時間後,打開控制電動閥,放水槍開始 放水,泵浦啟動。延遲時間係設定為自防災中心中央操作台抵達放 水槍現場操作盤,確認火災後,與中央操作台通話聯繫所需之時 間。欲在設定延遲時間前要求放水時,其切換操作之權限,可於中 央操作台或現場操作盤,直接按下放水開關,即開始放水。

6. 手動放水

遙控火災監視器攝影機,確認火災動態和人員避難等狀況後,按下 放水開關,打開電動閥,放水槍開始放水,泵浦啟動。為使放水設 定壓力保持定值,壓力感應器將自動控制電動閥的開口寬度。

7. 改變放水槍瞄準其他起火點

多個地點發生火災時,確認現在放水中的火災已被撲滅或控制,按 火點選擇開關,確認監視器顯示之起火點,選擇其他起火點,按下 瞄準開關,放水槍自動瞄向其他起火點。

8. 結束

確認滅火後,按下停止開關,關閉電動閥,放水槍放水停止。並關

增加緊急應變時間 火災應變時間

延長火災危害發生時間

火災危險點

滅火系統動作

火災撲滅 火勢控制

火災抑制 火勢減緩

反應時間提前

傳統探測器作動 先進探測器動作

圖5.9、滅火系統設置性能目標概念圖

DENSITY 流量密度

TIME 時間

Early suppression achieved in this zone

達成早期抑制之區域 滅火有效臨界點

火災危險點 滅火系統動作

ADD(Actual Delivered Density) 實際釋放之流量密度

RDD(Required Delivered Density) 所需施放之流量密度

5.10、滅火系統有效性概念圖