第二章 國內外煙控系統之功能查驗之現況分析
第一節 各類場所消防安全設備設置標準排煙設置場所之規定 .9
發展有效果的功能驗證程序，首先需暸解煙控系統的設計目的和排煙 理念。依據現有 102 年 5 月 1 日版本之「各類場所消防安全設備設置標準」
規定，目前需設置排煙設備場所如下：
1. 供第十二條第一款及第五款第三目所列場所使用，樓地板面積合 計在五百平方公尺以上。
2. 樓地板面積在一百平方公尺以上之居室，其天花板下方八十公分 範圍內之有效通風面積未達該居室樓地板面積百分之二者。
3. 樓地板面積在一千平方公尺以上之無開口樓層。
4. 供第十二條第一款第一目所列場所及第二目之集會堂使用，舞臺 部分之樓地板面積在五百平方公尺以上者。
5. 依建築技術規則應設置之特別安全梯或緊急昇降機間。
由相關規定，例如第 188 條條文內容之規定，可以將上述場所分類成
兩類，一為第一款至第四款之人員活動場所，另一類為提供避難時安全防 護之場所。前者為可能發生火災場所，將會產生濃煙，因此排煙系統設置 之目的係為以自然方式或機械方式，控制濃煙儘可能侷限於火災發生之區 域，勿流出至其他區域，以避免火災初期時濃煙流竄、造成人員傷亡；後 者則為不會、且不應該發生火災的區域，因此無濃煙產生，設置排煙系統 的目的為控制濃煙勿流進此區域，如果一旦流入，則必須將濃煙給予有效 排除。
參考「各類場所消防安全設備設置標準」第 188、189 條之規定，有關 居室、特別安全梯或緊急昇降機間排煙室之排煙設備，若設置機械式排煙 系統，將會設置排煙、進風風管，除材料必須依照規定為不燃材料。第 188 條相關設置規定為依據第 28 條第一項第一款至第四款要求設置的規定，與 排煙功能有關之描述如下：
1. 排煙區劃面積：限制一般居室排煙區劃面積為 500 平方公尺、地下建築 物之地下通道為300 平方公尺以內。如超過此一面積，將必須以不燃材 料製成之防煙壁予以區劃。探討此面積之限制，將直接影響排煙風量之 大小，進而影響自然排煙窗或是排煙風管截面積之尺寸，在實務上對於 後續施工有很大的影響，例如設置的平面相對位置是否位於區劃中央、
或為側邊，將對於排煙功能有莫大的影響。
2. 排煙口設置的位置：水平部份為防煙區劃任一位置至排煙口之水平距離 在三十公尺以下。垂直高度部份，設於天花板或其下方八十公分。如果 排煙口設在天花板下方，防煙壁下垂高度未達八十公分時，排煙口應設 在該防煙壁之下垂高度內。主要考量為排煙口可抽取蓄積在區劃內之濃 煙，且考量不至於因設置在防煙壁之下垂高度以外，導致將濃煙往下吸 附，致使濃煙四處擴散。
3. 排煙方式：排煙口之開口面積在防煙區劃面積之百分之二以上，且以自 然方式直接排至戶外。排煙口無法以自然方式直接排至戶外時，應設排 煙機。
4. 機械式排煙系統風量：排煙機之排煙量在每分鐘一百二十立方公尺以 上；且在一防煙區劃時，在該防煙區劃面積每平方公尺每分鐘一立方公 尺以上；在二區以上之防煙區劃時，在最大防煙區劃面積每平方公尺每 分鐘二立方公尺以上。但地下建築物之地下通道，其總排煙量應在每分 鐘六百立方公尺以上。
以下為第 189 條相關設置規定：
1. 高度位置：排煙口設置的位置需位於天花板高度二分之一以上之範圍 內，與直接連通戶外之排煙風管連接。進風口位於天花板高度二分之一 以下之範圍內。
2. 面積大小：進風口直接面向戶外，或與直接連通戶外之進風風管連接，
該風管並連接進風機。開口的面積要求須大於一平方公尺以上，如採用 兼用時，面積須擴大為一點五平方公尺以上。
3. 風量：排煙機、進風機之排煙量、進風量在每秒四立方公尺（兼用時，
每秒六立方公尺）以上，且可隨排煙口、進風口開啟而自動啟動。
經由上述分析，可以明顯發現排煙系統對於有起火可能區域(具有可燃 物質的一般居室)的規定，與無起火、但避免濃煙流入之區域(特別安全梯或 緊急昇降機間排煙室)，有極大明顯不同之差異。
舉例而言，可能起火區域之排煙系統未設置進氣系統，無起火可能區 域則有要求設置進氣系統。若是後者未設置進氣系統，將明顯形成負壓區，
反到吸引濃煙流入，此於排煙室設置之目的恰巧相互違背。同時就實務上
而言，區域內是否有濃煙產生，將會影響到偵測設備與啟動設備設置的類 型，並影響排煙風機啟動之時機。
對照第 188 條之規定，可發現為典型之「浮力或體積系統」方式之排 煙概念。主要規定之項目係為在火場發生火災之居室內，此時該區域內有 明顯的火、煙與熱的產生。觀察第 188 條之規定內容，主要為限制起火區 域之濃煙、不得流竄而出，因此該區域之排煙系統作法，除以抽取額定之 排煙量，避免濃煙擴散、四處漫延外，如何在起火位置的防煙區劃產生足 夠的負壓，進而達到原設計的目的。
「浮力或體積系統」方式的排煙系統，可能面臨的問題有二，一為排 煙 孔 柱 效 應 (Pulgholing) 現 象 的 產 生 ， 一 為 煙 層 擾 流 動 消 層 效 應 (Destratification)。說明如下：
1. 孔柱效應(Pulgholing)現象：即為影響排煙系統性能之狀況。由圖 2-1 顯 示，排煙風口的排煙情形，所抽取之氣流並非完全都是濃煙，而有部分 空氣夾雜在內。通常在商場或中庭設計的排煙量多寡測試可依照國際建 築規範 (International Building Code)第 909.9 章節，以 5.0MW 的火載量 產生的濃煙進行浮力型煙霧控制系統的設計規劃，進而評估是否有 Plugholing 現象。
圖2-1 孔柱效應(Pulgholing)現象
(資料來源：Klote, John H., ASHRAE Journal;Jun2012, Vol. 54 Issue 6, p36)
2. 煙層擾流動消層效應(Destratification)：當外界空氣以高速補氣方式自煙 層下方進入煙層，將會把濃煙導入下方的無煙區域(clear air zone)。且由 於高速氣流以自由噴射對流方式(free jet)進入後，一旦速度降低，將會 有膨脹的現象產生。進入的氣流速度越快，深入煙層的時間與距離將越 長，擾動情況將更為明顯。
相對地，於特別安全梯或緊急昇降機間排煙室之排煙設備，其主要功 能係為「原本未遭受火害」之場所，在人員進行避難時，不可遭受濃煙之 侵襲。根據以上敘述，可以發現設置標準第188、189 條，雖然提及的內容 均為與排煙系統有關，然可見的是，此兩套排煙系統之功能完全不同。因 此，對於特別安全梯或緊急昇降機間排煙室之排煙設備，其功能驗證部份，
亦須與 188 條有所區隔，不能相提並論。
目前消防單位針對排煙系統之檢測方式，係依照100 年 10 月 21 日 修 正後之「各類場所消防安全設備檢修及申報作業基準」進行相關檢查。參 酌作業基準內容，相關規定為如下：
第一篇 總則
一、本基準依據消防法施行細則第六條第三項規定訂定之。
二、各類場所消防安全設備之檢修項目如下：
（一）滅火器。
（二）室內消防栓設備。
（三）室外消防栓設備。
（四）自動撒水設備。
（五）水霧滅火設備。
… …
（十八）排煙設備（緊急昇降機間、特別安全梯間排煙 設備、室內排煙設備）。
… …
由上述規定可以發現，第十八項之「排煙設備」檢查項目，緊急昇降
機間與特別安全梯間的排煙設備，係與室內排煙設備同併於該依項目中。
另於第二篇檢查基準之規定，檢測之項目與方式如表 2-1 所示。分別敘 述各類場所消防安全設備有關「排煙設備」之檢查方式包含三種不同形式 之檢查：
（一）外觀檢查。
（二）性能檢查。
（三）綜合檢查。
一些檢測方式簡要說明如下 1. 排煙口
a. 外觀檢查方法
以目視確認有無變形、損傷及其周圍有無排煙上之障礙。
b. 判定方法
（1）應無顯著變形、損傷。
（2）排煙口周圍應無放置棚架、物品等造成煙流動之障礙。
2. 風管
1. 外觀檢查方法
以目視確認有無變形、損傷及可燃物接觸。
2. 判定方法
（1）固定支持金屬應無顯著變形、損傷等。
（2）風管未與可燃物（木材、紙、電線等）接觸。
（3）風管應無變形、龜裂、損傷，及隔熱材料應無脫落。
（4）貫穿防火區劃部分之充填材料應無脫落。
表2-1 排煙設備檢查表
(資料來源：本研究整理)
由表 2-1 顯示，檢修項目同時適用於以排煙區劃為重點的排煙系統，及 與防煙為重點的緊急昇降機間與特別安全梯間的排煙設備。在實務上可得 知，該條文主要係針對排煙區劃的排煙系統，而對於後者則非全部適用，
例如防煙垂壁。
由於高度位置、面積大小與送排氣風量在設置標準第 189 條中有明確 的規定，因此消防檢修機構與消防官方審查單位即以此作為檢查的主要項 目。圖 2-2 為現行針對排煙系統的風量進行量測方法。
圖2-2 排煙系統五點量測圖 (資料來源：本研究整理)
上述量測方法，測得之風量係在平時一般狀態下取得之風量值。如在 真正發生火災事故時，排煙系統運轉時對於產生之濃煙是否可完全排除，
為探討排煙系統功能有效性之重點項目之一。
第二節 美國消防協會─NFPA 92 A 排煙室煙控系統功能確認
依據 NFPA 之內容，煙控系統可分為兩大類，一為壓力差系統，適用 於排煙室排煙系統之概念。相關內容可參考 NFPA 92A- STANDARD FOR SMOKE-CONTROL SYSTEMS UTILIZING BARRIERS AND PRESSURE DIFFERENCES。一為浮力或體積系統，可參考 NFPA 92B-Standard for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Spaces，和 NFPA 204-Standard for Smoke and Heat Venting。
圖2-3 煙控系統相對安全區劃觀念圖 (資料來源：本研究整理)
NFPA 92A 為壓差系統的基本設計準則，適用在特別安全梯或緊急昇降 機間排煙室之排煙系統，主要設計理念為一般樓梯加壓系統和安全梯排煙 室的通風系統。樓梯間加壓的方法，主要運轉策略為利用排煙區劃之間的
NFPA 92A 為壓差系統的基本設計準則，適用在特別安全梯或緊急昇降 機間排煙室之排煙系統，主要設計理念為一般樓梯加壓系統和安全梯排煙 室的通風系統。樓梯間加壓的方法，主要運轉策略為利用排煙區劃之間的