表6~9 說明不同燃燒物與不同空間下其撒水作動與火警探測器 發報時間的差異。其中表 6 為大空間、燃燒物為聚氨酯所得之撒水 作動時間,由表中可以知道普通型撒水頭作動時間為 555s,而偵煙 式探測器連動撒水却只需 235s 即可連動撒水,兩者所需時間差多 達 220s,以火源的成長速度而言 220s 已足夠火勢成長到相當程度 的規模,相對地,對人員逃生而言,不但具有相當的威脅,同時亦 喪失了滅火的最佳時機。
圖 9 為空間(12.0m×7.0m×3.0m),燃燒物為聚氨酯,其無撒水、
普通型撒水頭(RTI=105)、快速反應型撒水頭(RTI=33)、定溫式探 測 器 連動 以 及 偵 煙 式 探 測 器連 動 撒 水 所 造 成 的 熱 釋 放 率對 時 間 的 變化情形,由圖中我們可以得知當無撒水自由燃燒的情況下,其火 源熱釋放率約達 250kw,且若利用普通型及快速反應型撒水頭來滅 火其火源熱釋放率與無撒水的情形差不多,最主要是因為普通型及 快速反應型撒水頭其啟動撒水的因子為溫度,因此實際欲使撒水頭 破裂(普通型 74℃;快速反應型 68℃)的周遭溫度已高達 110~120
℃,如此高的溫度即說明,利用撒水頭開始撒水滅火時,其火源已 成長到一定之規模,在這樣的狀況下來進行滅火只能有效的抑制火 源,並無法立即有效的將火源撲滅,因此只能做消極滅火行為,反 觀 利 用 定 溫 式 探 測 器連 動 以 及 偵 煙 式 探 測 器 連 動 撒 水 所 造 成 的 熱 釋放率約在 75kw 時即很快受到控制而急速下降,這又說明當有火 災發生時,火警探測器將能在第一時間內探測到火災,此時若能連 動撒水系統做滅火行為,將能快速的控制火勢並予以撲滅,以達到 積極滅火的行為。
圖 10 與 11 為大空間,燃燒物分別為聚氨酯與酒精,其無撒水、
普通型撒水頭(RTI=105)、快速反應型撒水頭(RTI=33)、定溫式探
測器連動以及偵煙式探測器連動等探測器連動撒水,在 T3 熱電偶 樹距樓地板高度 2.9m 處所造成的溫度對時間的變化情形,由圖 10 可以得知普通型及快速反應型撒水頭作動撒水的溫度高達 120℃左 右,在如此高的溫度下才開始滅火,相對地火勢已成長到危害人員 的程度,反之,利用火警探測器連動撒水的溫度皆不超過 75℃,並 立即能將溫度快速地控制下來,在這樣的溫度控制下不但有利於人 員逃生,並可增加火災搶救的時間。
另外,值得一提的是,當我們利用偵煙式探測器來探測酒精火 源時,偵煙式探測器並無法探測到火災,這即說明不是每種物質其 燃燒時煙產生量會相對增加,因此在溫度持續增加時煙粒子的濃度 並不足以讓偵煙式探測器發報,這衍生的問題為現行的性能式煙控 危害因子是以煙沉降來判斷,但目前判斷煙層的方法不外乎是利用 同一高度點不同時間的溫度差來判定,也就是說溫度的上昇應與煙 產 生 量存 有 某 一 特 定 關 係 , 但 在 酒精 的 例子 上 却 與 以 上 的 規 則 相 反,所以在相關溫度與煙產生量的問題上似有再深入的探討研究之 空間。
本研究也利用CFD 電腦模擬將實驗所得之數據及參數代入,最後將 電腦模擬的結果與實驗數據做比較,表 10 為 CFD 模擬相關參數條件之 設定,在電腦模擬的偵煙式與定溫式探測器中將以實際實驗所得之發報 時間作為啟動撒水的依據,圖12 即為在大空間(12.0m×7.0m×3.0m)中 實驗與電腦模擬於T3 熱電偶樹距樓地板高度 2.9m 處所造成的溫度對時 間的變化比較,由圖中可以知道CFD 電腦模擬的溫度與實驗所量測的實 際溫度非常接近,稍有不同在於撒水作動之後電腦模擬的溫度值將會很 快受到抑制而下降,但實驗的溫度值是比較趨緩下降的情形,最主要是 因為我們在實驗的過程中火源的燃燒方向背對著撒水頭,因此當撒水作 動之後水無法立即將火源全部包圍,而是另有些許燃燒於物體下部發生
(如圖13 所示),因此才會造成撒水後溫度緩慢下降情形,但若在實際
的火場當中,撒水頭作動的數目將可能不只一個,因此溫度的下降曲線 應較接近於電腦模擬,也是本研究所欲達成的目的,即利用火警探測器 連動撒水時,將能快速且立即的將火勢撲滅並使溫度在短時間內受到控 制。
表6 大空間(聚氨酯)不同撒水啟動方式之作動時間表 實驗空間大小 12.0m×7.0m×3.0m 燃燒物 聚氨酯
撒水啟動方式 撒水作動時間(s)
密閉式快速反應型撒水頭(RTI=33) 492s 密閉式普通型撒水頭(RTI=105) 555s
光電式偵煙型探測器連動 235s
定溫式局限型探測器連動 247s
熱煙複合式探測器連動(OR) 280s
偵煙與定溫同時發報連動(AND) 264s
表7 大空間(酒精)不同撒水啟動方式之作動時間表 實驗空間大小 12.0m×7.0m×3.0m 燃燒物 酒精
撒水啟動方式 撒水作動時間(s)
密閉式快速反應型撒水頭(RTI=33) 145s 密閉式普通型撒水頭(RTI=105) 181s
光電式偵煙型探測器連動 不作動
定溫式局限型探測器連動 26s
熱煙複合式探測器連動(OR) 28s
偵煙與定溫同時發報連動(AND) 不作動
表8 小空間(聚氨酯)不同撒水啟動方式之作動時間表 實驗空間大小 3.5m×3.5m×3.5m 燃燒物 聚氨酯
撒水啟動方式 撒水作動時間(s)
密閉式快速反應型撒水頭(RTI=33) 225s 密閉式普通型撒水頭(RTI=105) 272s
光電式偵煙型探測器連動 186s
定溫式局限型探測器連動 237s
熱煙複合式探測器連動(OR) 200s
偵煙與定溫同時發報連動(AND) 260s
表9 小空間(酒精)不同撒水啟動方式之作動時間表 實驗空間大小 3.5m×3.5m×3.5m 燃燒物 酒精
撒水啟動方式 撒水作動時間(s)
密閉式快速反應型撒水頭(RTI=33) 33s 密閉式普通型撒水頭(RTI=105) 56s
光電式偵煙型探測器連動 不作動
定溫式局限型探測器連動 23s
熱煙複合式探測器連動(OR) 25s
偵煙與定溫同時發報連動(AND) 不作動
圖9 在空間(12.0m×7.0m×3.0m)不同撒水啟動方式其熱釋放率對時間的變化情形 0
50 100 150 200 250
0 100 200 300 400 500 600 700 800 時間(s)
熱釋放率(Kw)
無撒水 普通型撒水頭 快速型撒水頭 偵煙式探測器連動 定溫式探測器連動
圖10 在空間(12.0m×7.0m×3.0m)、燃燒物為聚氨酯,不同撒水啟動方式其溫度對 時間的變化情形
圖11 在空間(12.0m×7.0m×3.0m)、燃燒物為酒精,不同撒水啟動方式其溫度對時間 的變化情形