水系統火災控制技術之研究(II)細水霧滅火系統技術研發之規劃研究

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(1)水系統火災控制技術之研究（II）細水霧滅火系統技術研發之規劃研究. 內政部建築研究所委託研究報告.

(2) 092－301070000－G1019（II）. 「水系統火災控制技術之研究（II）細水霧滅火系統技術研發之規劃研究」. 受委託者：財團法人中華建築中心研究主持人：陳俊勳教授研究助理：陳皓然. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國九十二年十二月.

(3) GPN：1009204383 ISBN：957-01-6079-9.

(4) 水系統火災控制技術之研究︵︶ II細水霧滅火系統技術研發之規劃研究. 內政部建築研究所. 九十二年. i.

(5) 水系統火災控制技術之研究（II）細水霧滅火系統技術研發之規劃研究出版機關：內政部建築研究所電話：（02）27362389 地址：台北市敦化南路二段 333 號 13 樓網址：http://www.abri.gov.tw 出版年月：九十二年十二月版（刷）次：第一版工本費： GPN：1009204383 ISBN：957-01-6079-9 ii.

(6) 摘. 要. 關鍵詞：細水霧滅火系統、實場效能測試分析規劃一、研究緣起本計畫係一兩年期計畫，而本期為第一年計畫。主要內容是針對細水霧滅火系統（Water Mist Fire Suppression System）作其滅火效能評估以及未來在台南成功大學歸仁校區防火實驗室的測試場所及所需設備的規劃，和有關教育訓練事宜。雖然我國訂有各類場所消防安全設備設置規範，但是對於細水霧火災抑制系統並未納入其中，依警大簡賢文教授所著「細水霧火災防護性能及適用範圍之研究」之建議，應須透過專案審查方式逐一開放，唯系統開放使用後若確未能依場所所需之功能設置，將會導致先進系統效能大打折扣。因此本計畫擬建立以功能為導向的設計理念，並且引進國外先進模擬技術與實場驗證技術，以切合各使用業者所需並且發揮系統之最大效能。. 二、研究方法及過程本計畫實施方法，主要包括資料收集、細水霧效能模擬分析、細水霧系統實場效能分析規劃，其各部份詳細說明如下： 2.1、資料收集此部份係針對本計畫執行必要之工作項目進行國內外相關資料之收集，包括：系統應用對象之危害特性、欲分析對象物之情境建立、細水霧設計規範(NFPA 750、IMO、…)、系統效能測試方法(VTT、 SINTEF、…)、系統效能驗證方法(FM、UL、…)、情境模擬分析之參數收集(空間配置圖、熱釋放速率、環境特性、系統壓力、…)。除此之外，亦將收集 VTT 或 SINTEF 火災測試場之相關資料，包括：建築結構、分析設備、分析能力、電控系統、儀控系統、數據分析系統、 i.

(7) 人員訓練、…等項目，此資料將做為未來建構本土性測試場之重要參考依據。 2.2、細水霧效能模擬分析此單元將利用英國 University of Greenwich 所開發之細水霧抑制效能模擬軟體 FIREDASS 進行效能模擬。執行此效能模擬可獲得： 1. 細水霧之滅火效能評估 2. 藉由效能評估進行噴頭佈置最佳化 3. 減少實驗進行的次數，節省經費 4. 節省時間，加速系統建立，縮短研發時程 2.3、細水霧系統實場效能分析規劃此部份將參考芬蘭 VTT 或挪威 SINTEF 相關細水霧測試系統的資料，選擇數個火災情境來進行效能分析的工作，在進行實場效能分析前將先行規劃測試情境內容。. 三、重要發現本案係一規劃案，除了搜集細水霧滅火系統各項元件及系統測試規範外，並將這些資料分類依各種須求分門別類予以整理好，提供作為建研所建立相關測試試驗場設施的重要依據；此外本報告亦提供使用 FIREDASS 所執行的細水霧應用於半導體廠中排氣管路火災防護之數值效能分析，也應用性能設計程序來介紹整體的防火效能分析，以及作為實場火災測試的設計依據。. 四、主要建議事項 1. 建議建研所在已建立之撒水系統元件測試系統上，再加上數項細水霧系統所須再加的元件測試，即可建立一完整的水系統滅火系統的完整測試實驗室。. ii.

(8) 2. 由於細水霧系統是取代海龍系統的替代品之一種考量，因此建議應和其他替代系統，例如二氧化碳系統，作一實場效能的比較，來確認其優劣點，進一步來探討其較適合使用的危險場所。. iii.

(9) Abstract Key words: Water Mist Suppression System, Planning for the Fire Performance of Field Tests (1) Background This is a two-year project, and this final report is for the first-year one.. The main content is on the fire protection performance evaluation. of the water mist suppression system.. Then, the planning for the. establishment and instrumentation of the field tests at the ABRI Fire Laboratory in Tainan and for the corresponding educational and training program is followed. Although we have the requirements for the fire protection systems according to Fire Codes, the water mist suppression system is not included.. From the suggestions made by Prof. S. W Chien in his. research work “The Fire Performance and the Application Areas of Water Mist Suppression System”, it should go through a panel review to evaluate the possible application of such system in each specific case. As the specific system is approved by the review committee, however, it may fail to reach its original designed performance if the system design does not comply with the environmental requirements.. Therefore, the. project proposed to set up the performance requirement to guide the corresponding design for the water mist system.. It basically adopted the. simulation and the field test techniques from the advanced laboratories in order to reach the maximum performance to meet the stakeholders’ requirements.. (2) Approaching methods and Procedure iv.

(10) The approaching methods include the literature review, the simulation analysis for water mist system performance and eventually the planning for the performance evaluation of field tests.. The details are. given as follows. 2.1. Literature review： First we collect all of information, including the hazardous characteristics of the applied area, the corresponding establishment of fire scenario, the design standards (such as NFPA 750, IMO, etc.), the test methods for the fire performance evaluation of field test (such as VTT, SINTEF, etc.), system evaluation methods (FM, UL), the important parameters (distribution in the space, heat release rate, environment, pressure, etc.).. Also, the detailed test results from VTT or SINTEF are. also collected.. They includes: structure, instrumentations, analysis. capabilities, control system and data acquisition system, training program, and so on.. These are served as the primary references and data bank for. the local fire tests. 2.2 Simulation analysis: In this part, a simulation code, FIREDASS, developed by University of Greenwhich of UK is used to perform the analysis of water system performance. It can obtain 1. The fire suppression performance of water mist. 2. The optimal distribution of nozzles by the above computation. 3. The reduction of the fire test number to save the cost. 4. The reduction of research and development time to accelerate the build-up of the test system. Also it will refer the test results from VTT and SINTEF to select several fire scenarios to carry out the performance computations. v.

(11) (3) Important findings: In this project, it not only summarizes the respective component and system test regulations and methods of water mist fire suppression system, but also categorizes these information data into a classification. Therefore, this data bank can be served as reference for the establishment of fire test for the evaluation of water mist system. In addition, this project provides a case study of an exhaust pipe used in a semi-conductor manufacturer to illustrate how the simulation code, FIREDASS, can be applied to evaluate the fire performance of such system.. In this case. study, an evaluation procedure of fire safety engineering also is incorporated. with. the. simulation. code. to. show. a. complete. performance-based design process. (4) Suggestions and recommendations: 1. Since ABRI fire laboratory has built up the component testing laboratory for the sprinkler and spray system, it just needs to add few specific test items for the water mist system to complete the whole component performance evaluation test laboratory for water suppression system. 2. Because water mist system is regarded as one of the replacements for Halon system, we suggest that a series of fire tests for CO2, water mist suppression system etc., be carried out to make the performance comparisons to justify the best use for these replacement systems according to the important parameters, such as the room size, fire load, ventilation condition, nozzle distribution, system pressure, available water amount etc... vi.

(12) 目錄中文摘要..................................................................................................... i 英文摘要.……………………………………………………………..…iv 第一章. 前言 ......................................................................................1. 1.1 細水霧火災消減發展回顧............................................................1 1.2 細水霧滅火機制...........................................................................2 1.3 細水霧滅火系統之分類................................................................5 1.4 研究內容與進行步驟....................................................................8 第二章. 細水霧滅火系統之適用範圍..............................................16. 2.1 細水霧滅火系統適用性：..........................................................16 2.2 細水霧滅火系統在各類空間之應用 .........................................16 2.3 易燃性液體場所之應用..............................................................17 第三章. 細水霧滅火系統相關之測試協定......................................21. 3.1 細水霧滅火系統國際相關測試規範 ........................................21 3.2 細水霧滅火系統國際相關測試之測試空間需求 .....................23 3.3 細水霧滅火系統相關測試規範之測試對象及項目整理 ........27 第四章. 細水霧噴頭檢測規範..........................................................32. 4.1 現有檢測規範之比較..................................................................32 4.2 UL2167 細水霧噴頭之火災防護標準 .......................................34 4.3 細水霧噴頭檢測項目.................................................................39 4.4 UL2167 噴頭本體檢測項目 .......................................................40 第五章. 細水霧粒徑檢測技術..........................................................68. vii.

(13) 5.1 非影像量測--散射式粒徑分析儀...............................................68 5.2 影像量測技術..............................................................................69 第六章. 細水霧效能模擬案例分析..................................................73. 6.1 前言............................................................................................73 6.2 實例應用簡述.............................................................................74 6.3 電腦模擬起始條件.....................................................................75 6.4 細水霧與傳統撒水系統的基本測試比較 ................................77 6.5 根據模擬結果規模之細水霧系統之火場測試 ........................77 第七章. 結論與建議..........................................................................79. 參考文獻...................................................................................................81 附錄 A FM 細水霧滅火系統測試規範(節錄) .....................................83 A.1 細水霧滅火系統防護氣體渦輪機房(小於 80m2)之測試規範 83 A.2 細水霧滅火系統防護氣體渦輪機房(小於 260 m2)之測試規範 ............................................................................................................85 A.3 細水霧滅火系統防護防護機械空間之測試規範 ....................87 A.5 細水霧滅火系統防護濕洗台之測試規範 ................................92 A.6 細水霧滅火系統防護輕度危險工作場所之測試規範 ............94 A.7 細水霧滅火系統防護工商業用油鍋之測試規範 ....................97 A.8 細水霧滅火系統局部放射防護之測試規範 ..........................102 附錄 B. UL2167 細水霧滅火系統相關測試規範(節錄)....................109. 40 船上機械空間火災測試.............................................................109 41 船上客艙的火災測試.................................................................110. viii.

(14) 42 大於 12m2 的船上客艙 .............................................................111 43 船上公共區域火災測試.............................................................112 44 住宅區火災測試.........................................................................114 45 輕度危險區域火災測試.............................................................115 46 中度危險場所第一群組(Ordinary Group l)火災測試..............115 47 中度危險場所第二群組(Ordinary Group 2)火災測試 .............117 附錄 C 期初/期中/期末審查意見回覆表 ..........................................119. ix.

(15) 圖目錄圖 1、FIREDASS 子模式關連圖.....................................................11 圖 2、為用於細水霧驗證之測試場規劃圖 ....................................13 圖 3、細水霧驗證實驗室空間配置圖 ............................................13 圖 4、細水霧驗證實驗室實體圖 ....................................................14 圖 5、細水霧驗證實驗室內部實體圖 ............................................14 圖 15.1 粒徑測量位置圖..................................................................46 圖 34.1 衝擊測試儀器.......................................................................63 圖 38.1 堵塞測試儀器.......................................................................65 圖 5.1 非影像量測--散射式粒徑分析儀示意圖..............................69 圖 5.2a 原始噴霧影像.......................................................................70 圖 5.2b 對比增強及低通濾波...........................................................70 圖 5.2c 二值化及物件標定...............................................................71 圖 5.2d 邊緣偵測求週長...................................................................71 圖 5.2e 物件填滿求面積...................................................................71 圖 5.3 細水霧噴頭之粒徑量測系統示意圖 ....................................72 圖 6.1..................................................................................................75 圖 6.2..................................................................................................75 圖 6.3..................................................................................................76 圖 6.4..................................................................................................76 圖 6.5..................................................................................................76 圖 6.6..................................................................................................76 x.

(16) 圖 6.7..................................................................................................77 圖 6.8..................................................................................................77 圖 6.9 火場測試情境概略圖.............................................................78. xi.

(17) 表目錄表 1、FIREDASS 發展計畫成員與分工.........................................10 表 2 公眾聚集場所火災抑制效能測試 ..........................................15 表 3.1 NFPA750 收集之細水霧滅火系統測試協定及空間分類表21 表 3.2 FM 之測試規範空間需求列表..............................................23 表 3.3 UL2167 之測試規範空間需求列表 ......................................23 表 3.4 IMO MSC/Circ 668/728 A 類引擎室之測試規範空間需求表 ............................................................................................................24 表 3.5 船上 A 類引擎室的火災測試...............................................25 表 3.6 油料噴灑測試參數................................................................26 表 3.7FM 細水霧滅火系統測試規範測試對象及項目整理 ..........27 表 3.8 UL2167 細水霧滅火系統測試規範測試對象及項目整理..30 表 4.1 UL2167 與國內之密閉式撒水頭認可基準噴頭測試項目比較表....................................................................................................33 表 11.1 標稱動作溫度值...................................................................43 表 23.1 coated 和 uncoated 噴頭測試溫度表 ..................................50 表 29.1 噴頭風洞測試的測試條件 ..................................................58 表 30.1 測試傳導係數的風洞烤箱測試條件 ..................................59 表 38.1 污染水堵塞測試之污染物 ..................................................65. xii.

(18) 第一章前言 1.1 細水霧火災消減發展回顧細水霧系統已發展了將近五十餘年，早期在海龍產品掘起後，侷限了細水霧系統的發展，最近這十年在環保意識高漲及對生命財產安全保護日益重視的全球趨勢下，細水霧系統市場正以驚人的幅度成長。尤其在蒙特婁公約限制氟氯碳化物的製造、銷售及使用與國際海事組織強制規範在船艙上須安裝滅火設備後，大大激勵細水霧系統的研究發展風氣及廠商投入的動力。 1.1.1 海龍產品之掘起海龍系列滅火抑制劑的研發及使用，已有百年以上的歷史，在二十世紀初期由於汽車及其內燃機的普及，使得應用於防制可燃性液體火災的需求大幅增加，第一代海龍產品四氯化碳(Halon 104,CCl4)開始廣受歡迎，但由於其高毒性及致死案例偶傳，使用安全性備受質疑，故在 50 年代這些早期海龍產品逐漸由乾粉抑制劑系統取代。 1947 年普渡研究基金會(Purdue Research Foundation)針對 60 多種海龍抑制劑進行系統性的評估研究，以選出下一代的海龍滅火抑制劑。同一時間，美國陸軍工程署(U.S. Army Corps of Engineers)亦針對這些新型抑制劑進行毒理研究，研究成果確定了三種海龍抑制劑的應用可行性。其中美國陸軍主要使用海龍 1301 手提滅火劑來作為運轉車輛及裝甲車防護，美國空軍以海龍 1202 作為軍機引擎防護專用抑制劑；美國聯邦航空署以海龍 1301 作為商用飛機引擎防護，也因此開展海龍 1301 往後二十餘年的廣泛應用於電腦機房、儀電設備室、船艙機械空間、幫浦室及博物館等場所火災防護。由於海龍 1301 產品的成功應用於各類場所的火災防護，不但具有滅火抑制效果好、抑制劑使用量少、復原快及災損小等特點，使得其他滅火系統的發展受到很大的限制，尤其是細水霧滅火系統的研究另受限於科技的. 1.

(19) 限制，侷限了細水霧系統在六十年代的發展。 1.1.2 蒙特婁公約(Montreal Protocol)之限制隨著科技的日新月異及對環境保護議題的日益重視，消防滅火設備也跟上了全球這一波〝綠色〞的潮流。研究証實，氟氯化合物及其他化合物會加速臭氧轉化成氧氣的速度。換言之，大氣中的臭氧層厚度正逐漸的降低。臭氧的功用不只有過濾掉破壞地球動、植物生命的太陽輻射熱，並可調節地球溫度。在 1987 年，由美國及全球各大工業國家所簽署的蒙特婁公約(Montreal Protocol)中規範了氟氯化合物的生產、銷售及使用量並限制其進出口貿易以保護位於同溫層的臭氧。雖然海龍系列滅火系統只佔了整體氟氯化合物使用量的極小比例，但仍因環保的要求須進行滅火設備替代方案的全面檢討，不但要有滅火效果佳、無殘留物及適用電器火災等海龍系統的優點，也要有環保、安全及價廉的特性，做為新世紀〝綠色標章〞的滅火系統領航者。海龍滅火系統在環保議題的考量下，現已進入替代及中止使用(phase out)的階段，也因此海龍替代品的開發正是各國廠商迫在眉捷的任務，亦提供了發展細水霧系統的誘因。 1.2 細水霧滅火機制最早敘述細水霧滅火機制的論述是由 Braidech[1]在 1955 年提出的，後經 Rasbash[2]等人証實其觀點，Braidech 提出細水霧滅火機制主要為空氣稀釋及冷卻效果，這些細水霧遇到火災的熱源後，蒸發為水蒸汽排擠了新鮮且源源不斷供應的氧氣，使得燃燒區域內的氧氣大為減少，同時這些水霧粒子也提供了降低火場溫度的冷卻效果。在經過四十年的研究驗証了上述觀點的正確性，但最近的研究果顯示還有其他滅火機制會影響細水霧滅火設備的有效性，Mawhinney[3]等人提出細水霧的滅火機制可分為主要及次要兩類，主要滅火機制包括熱移除 (Heat Extraction)、氧氣排擠效應(Oxygen Displacement)與降低熱輻射效應 2.

(20) (Blocking of Radiant Heat)；次要滅火機制包括因水蒸汽將空氣稀釋與流場的動態效應。影響細水霧滅火效能的因素，本報告將於下幾節一一加以解釋。 1.2.1 熱移除(Heat Extraction, Cooling) 當使用水來滅火，可迅速將熱氣體及火焰的熱能吸收，而降低水分子粒徑尺寸可以增加水分子的表面積質量體積比，增加熱能移轉的速度，水分子蒸發為水蒸汽時又吸收了熱能，在吸收一定的熱能後火焰的氣相溫度會低於維持燃燒過程所需的溫度，理論上來說 Diffusion flame 在其火焰溫度低於 1327℃時，燃燒過程將會停止。就液體燃料火災而言，細水霧蒸發後可冷卻火焰，因而降低熱輻射通量到達燃料表面的能量，導致可燃性蒸汽的減少，在某些案例中結合降低火焰溫度及減少燃料揮發這兩項要素可大幅減少燃料燃燒速度，甚至可以完全撲滅火災。就固體燃料火災而言，降低固態燃料的火焰溫度也會減少熱輻射通量傳送到燃料表面的能量及降低燃料分解速度，但要完全撲滅固態燃料火災則和燃料形狀及其碳化層深度這兩項因素息息相關。 1.2.2 排擠氧氣效應(Oxygen Displacement) 水分子蒸發後體積會擴大 1900 倍（在一大氣壓 95℃下）如果蒸發速度快速，水蒸汽會排擠原先空氣所佔據的空間，如在一高溫區劃中細水霧系統作動，水蒸氣將劇烈蒸發、膨脹並取代區劃中的空氣，使得維持燃燒所需之氧氣大為減少至一臨界濃度後，使得火場燃燒效率不佳，將可輕易的撲滅火場。排擠氧氣可解釋了為何區劃內大火較小火容易被撲滅，耗氧多的大型火場在火災初期遠較耗氧少的小型火場釋放更多熱能，也因此提供較多熱能可為細水霧蒸發成為水霧蒸氣，故周遭氧氣濃度會降低；此外，在細水霧系統作動後在燃燒效率也降低的情況下，大型火場的燃燒效率與氧氣供應不足，因此較容易撲滅。一般來說閃火點高的液體燃料較易撲滅，如柴 3.

(21) 油的閃火點為 60℃。相較之下，小型火場有持續正常氧氣濃度供應燃燒所需之空氣，其排擠氧氣的效果不明顯，是故小型火場不易被撲滅。 1.2.3 阻擋熱輻射(Blocking radiant heat) 阻擋熱輻射可降低燃料表面的分解及揮發速度對阻絕火場漫延至未引燃燃料表面具有很重要的關鍵因素。細水霧藉由阻擋熱輻射來防護人員及物體免於輻射熱傷害，理論上細水霧粒徑及分佈密度是影響熱輻射的兩大因素，隨著粒徑小於 50µm 的細水霧密度增加，其降低熱輻射的能力也隨之增加，這也是為何具有粒徑非常小而高密度的細水霧滅火系統，對降低熱輻射非常有效，因為隨著水霧汽化成蒸氣進入火焰及燃料表面，可以降低到物體表面的輻射熱通量。以油盤火災為例，降低熱輻射可以降低油料揮發速度及減少燃燒熱釋放率，因此熱輻射也是進行火災電腦模擬相當關鍵的參數之一。 1.2.4 水蒸汽/空氣稀釋 (Dilution of Vapor/Air Mixture) 細水霧作動時，水蒸汽及空氣會被帶入燃燒區域，稀釋原有可燃性蒸氣與空氣的混合至燃燒下限，以柴油為例（閃火點 60℃），火焰被冷卻後，導致傳達到可燃性物表面的熱能減少，亦降低了柴油揮發的速度，加上被帶入燃燒區域的空氣稀釋了可燃性蒸氣，使得可燃性柴油蒸氣濃度降至燃燒下限，進而達成滅火之動作。但具有低閃火點的易燃性液體如庚烷（閃火點-4℃），因其閃火點溫度較低且庚烷的蒸氣壓高，故非常難以將庚烷蒸氣與空氣混合濃度降低至燃燒下限。通常在燃料表面的可燃性蒸氣與空氣混合的狀態通常為亂流場且分佈不均勻，所以總有某些區域的可燃性蒸氣與空氣混合比例位於燃燒區間內，導致滅火的困難度增加。 1.2.5 流場動態效應 (Kinetic Effects of Mist on Flames) 在液體油池火災噴撒水時，有時反而會有增加火災規模的現象產生，在細水霧接觸到液面時會有所謂的〝爆發(Flare-up)〞現象產生，這個瞬間的激化作用可歸因於水滴撞擊燃料表面造成潑濺現象，因而增加蒸發速 4.

(22) 度，Kokkala[4]將撒水設備作動噴撒時，水滴撞擊高溫且具有高沸點液體時的激烈蒸發現象稱之為火焰球(Flame ball)。Jones[5]也指出使用細水霧系統進行氣體爆炸抑制時有時也有激化燃燒的現象產生，因而無法立刻判定使用細水霧進行抑制爆炸會有正面或負面的效果。 1.2.6 區劃效果(Enclosure Effects) 區劃效果可以提昇細水霧系統的效能，因為其限制了通風及熱能擴散，使得該空間內氧氣濃度降低，導致燃燒效率變差，固較易撲滅。下列為區劃效果對細水霧滅火的影響： 1. 熱能被侷限於區劃中，將水霧汽化，膨脹的水霧蒸汽將空氣擠出區劃。 2. 位於區劃內天花板的熱氣體，受到細水霧冷卻效果影響而被擠至地板，並和水霧蒸汽、水滴混合於火場中。 3. 通常降低燃燒效率及冷卻火焰這雙重效果可以撲滅火場火災。即使在低動量及有障礙阻礙滅火的情境下，一旦有區劃效果，仍有可能撲滅火場的火災。許多細水霧滅火實驗都曾指出細水霧系統較易撲滅大型火災，但對小型火災則有實際困難，因為小型火災對區劃內平均氧氣濃度影響有限，而且產生的小量水蒸汽被帶離燃料－火焰互動區域；若火災位於通風良好或未侷限空間時，細水霧必須有很強的動能使得水霧能夠分佈於火焰區域周圍，以產生水霧蒸汽來加強滅火抑制效能。此外，噴頭及水霧必須設計來補償無法侷限熱能及水霧蒸汽散失的影響。 1.3 細水霧滅火系統之分類細水霧系統可區分為下列幾類:[6] 1.3.1 依放射方式區分 1. 全區放射系統 5.

(23) 全區放射系統是設計用來針對整體防護區域提供完整的防護，可藉由手動或自動方法，同時啟動被防護區內所有噴頭，以達防護效果。 2. 分區放射系統分區放射系統屬於將防護空間分區防護的系統，設計上分區放射系統應由感知用自動噴頭或獨立偵測系統啟動預定分區所有噴頭。 3. 局部放射系統(Local Application) 局部放射系統是設計用來針對防護對象物提供完整防護的系統，局部放射系統可用來防護封閉空間、非封閉空間或戶外環境中之物體，局部放射系統應由感知用自動噴頭或獨立偵測系統所啟動。 1.3.2 依噴頭種類區分細水霧依噴頭可分為以下三種類型: 1. 自動噴撒型自動噴頭必須藉由內建的偵測/啟動裝置來獨立運作。 2. 非自動型非自動噴頭必須以整體系統方式或群組式噴頭方式動作，噴頭為開放式，以獨立的偵測系統作動使水流入噴頭開始噴撒。 3. 混合型(Hybrid) 藉由自動及非自動方式操作的噴頭。 1.3.3 依系統配管與動作方式區分細水霧滅火系統的動作方式可區分如以下: 1. 開放式(Deluge System) 開放式系統必須使用開放式噴頭，本系統管路經由一控制閥與供水管路連接，該控制閥的動作由裝設於與細水霧噴頭同區的獨立式偵測系統所控制，當系統作動時，水經由管路流至該區放射，適用於火災有迅速蔓延之虞的場所。 2. 密閉濕式(Wet Pipe) 濕式系統使用自動噴頭，平時管內貯滿高壓水，細水霧噴頭感測火場作動時即迅速撒水，較適用於一般場所。. 6.

(24) 3. 預動式預動式系統必須使用自動式噴頭，系統管路內為加壓空氣，在與細水霧噴頭同一放射區中，裝置一獨立式偵測系統，用以控制管路控制閥，當偵測系統動作時，管路控制閥打開，加壓水經由管路流至噴頭處，等待自動式噴頭作動，才會開始撒水，此系統由於具有雙重確認之功能與提早偵知及防止誤動作之特性，適用於高價值對象物之保護。 4. 乾式(Dry Pipe) 乾式系統必須使用自動式噴頭，系統管路內為加壓空氣，藉由管路內壓力的流失啟動管路控制閥，當管路控制閥打開後，水流入管路，至動作的噴頭處放射。細水霧噴頭動作時先排空氣，繼而撒水，因有延遲撒水之虞，故一般使用於可能結冰之場所。 1.3.4 依流體系統區分細水霧滅火系統可分為以下二種流體系統: 1. 單流系統(Single Fluid System) 系統僅供應一種流體(水)，藉高壓由單一管路輸送至噴頭，由精細的孔徑放射出微細之水滴。 2. 雙流系統(Twin Fluid System) 系統以兩種流體供應，一組管系輸送液體(通常為水)，另一組管系輸送氣體(通常為氮氯或空氣)，兩組配管在噴頭前端匯集，氣液混合後輸送至噴頭，以氣體幫助水滴霧化。 1.3.5 依壓力大小細水霧滅火系統依操作壓力可分為: 1. 高壓系統細水霧滅火系統管路壓力大於或等於 500psi(34.5bars) 2. 中壓系統細水霧滅火系統管路壓力，小於 500psi (34.5bars) ，大於 175psi (12.1bars)。 3. 低壓系統細水霧滅火系統管路壓力小於或等於 175psi (12.1bars) 7.

(25) 1.3.6 依壓力源區分細水霧滅火系統之加壓裝置視其使用之流體類型而異，並非單指送水之功能，故稱之為壓力源較為適當。以下為幾種壓力源為細水霧滅火系統較常採行之方式。 1. 消防幫浦單流系統中一般採行此種方式，通常採用多段式消防幫浦以達高揚程之輸出。 2. 高壓鋼瓶通常用於雙流式系統，適用於供電可靠度較低之場所，無需藉由消防幫浦之加壓，僅以微弱之控制電源即可起動鋼瓶放射。此種系統的作動方式為一組氣體管路至水槽加壓帶動內部水源放射，另一組氣體管路在噴頭前端與水流配管匯集幫助水滴霧化。 3. 空氣壓縮機通常用於雙流系統，由空氣壓縮機加壓，一組氣體管路放射至水槽，加壓帶動內部水源放射，另一組氣體管路在噴頭前端與水流配管匯集幫助水滴霧化。 4. 消防幫浦+高壓鋼瓶通常用於雙流式系統，液體由消防幫浦加壓，氣體由高壓鋼瓶供給，兩組管路在噴頭前端配管匯集。 5. 消防幫浦+空氣壓縮機通常用於雙流式系統，液體由消防幫浦加壓，氣體由空氣壓縮供給，兩組管路在噴頭前端配管匯集。 1.4 研究內容與進行步驟大體而言，火災危害事故長久以來一直是政府 /產業界 /保險單位 /…在安全工作上的主要議題，雖然我國訂有各類場所消防安全設備設置規範，但是對於世界各國先進之火災抑制系統並未納入其中，細水霧火災抑制系統便是一例，依「細水霧火災防護性能及適用範圍之研究」之建議應須透過專案審查方式逐一開放，唯系統開放使用後若確未能依場所所需之功能設置，將會導致先進系. 8.

(26) 統效能大打折扣。因此本研究擬建立以功能為導向的設計理念，並且引進國外先進模擬技術與實場驗證技術，以切合各使用業者所需並且發揮系統之最大效能。本計畫執行重點如下: 1.. 高風險危害情境分析. 2.. 細水霧效能模擬分析. 3.. 細水霧系統實場效能分析規劃. 本計畫實施方法，主要包括資料收集、細水霧效能模擬分析、細水霧系統實廠效能分析規劃，其各部份詳細說明如下：一、資料收集此部份係針對本計畫執行必要之工作項目進行國內外相關資料之收集，包括：系統應用對象之危害特性、欲分析對象物之情境建立、細水霧設計規範(NFPA 750、IMO、…)、系統效能測試方法(VTT、SINTEF、…)、系統效能驗證方法(FM、UL、…)、情境模擬分析之參數收集(空間配置圖、熱釋放速率、環境特性、系統壓力、…)。除此之外，亦將收集 VTT 或 SINTEF 火災測試場之相關資料，包括：建築結構、分析設備、分析能力、電控系統、儀控系統、數據分析系統、人員訓練、…等項目，此資料將做為未來建構本土性測試場之重要參考依據。二、細水霧效能模擬分析此單元將利用英國 University of Greenwich 所開發之細水霧抑制效能模擬軟體 FIREDASS 進行效能模擬。執行此效能模擬可獲得： 1. 細水霧之滅火效能評估 2. 藉由效能評估進行噴頭佈置最佳化 3. 減少實驗進行的次數，節省經費 4. 節省時間，加速系統建立，縮短研發時程有關細細水霧效能模擬分析如后所述： 1994 年 SINTEF-NBL(Norway)邀集歐洲七個從事火災相關研究團體，包括 GEC-Marconi Avionics(UK) 、 Cerberus Guinard(France) 、 9.

(27) DLR(Germany)、University of Greenwich(UK)、National Technical University of Athens(Greece)、CAA(UK)、Ginge Kerr(France)，向 European Commission 申請經費研發火災偵測與抑制模擬 (Fire Detection and Suppression Simulation, FIREDASS)軟體，上述各參與團體負責單元如表 1 所示，此軟體係利用計算流體力學(Computational Fluid Dynamics, CFD)對分析對象物進行數值模擬。此軟體包含許多子模式(Sub-Model)，如 DE/AC Model、Mist Model、Radiation Model、Fire Model、Suppression Model 等，其相互關係如圖 1 所示。表 1、FIREDASS 發展計畫成員與分工組織名稱. 專長. 功能. GEC-Marconi Avionics 航空電子技術. 火災抑制系統之發展航空器運用. Cerberus Guinard. 火災偵測. 火災偵測系統之發展. SINTEF-NBL. 研發. 火災測試場. DLR. 研發. 火災測試場. University of. 大學. 火災與細水霧模擬軟體開發. Greenwich National Technical. 大學. 熱輻射模擬軟體開發. 法規專家. 英國航空電子技術安. University of Athens CAA. 全法規. 10.

(28) Suppression Model. DE/AC Model. Fire Model. CFD Engine. Mist Model. Radiation Model. 圖 1、FIREDASS 子模式關連圖. 11.

(29) ♦ 火災模式(Fire Model) 火災模式係設定釋放速率以求得空間中燃燒的主產物，包括熱、殘餘氧氣、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽與煙等。上述之釋放速率，最好以實驗方式求得。 ♦ 火災抑制模式(Suppression Model) ♦ 此模式是引用 SINTEF 所發展之基準值工具組，依據前述之溫度與氧濃度值分析細水霧滅火情況。 ♦ 細水霧模式(Mist Model) ♦ 此模式乃計算細水霧對於火場環境之動量、熱、質量轉換等之影響分析，亦可計算細水霧之液滴表面積對於熱輻射之影響效應。 ♦ 熱輻射模式(Radiation Model) ♦ 熱輻射模式是以空間中的熱表面與火，利用六個 Flux Model 計算熱輻射。 ♦ 偵測與水霧噴頭作動模式(The Detector/ Activation Model) ♦ 此可模擬環境中的煙/熱偵測器的反應與訊號的輸出，此軟體可分析水霧噴頭作動與作動時間。為了驗證 FIREDASS 的預測能力，SINTEF 進行了許多系列的測試，這些測試包括：Gas Burners、Cardboard Boxes 與 Kerosene Pool Fires。其測試場之測試設備圖如圖 2 所示、細水霧驗證實驗室空間配置圖如圖 3 所示、細水霧驗證實驗室實體圖如圖 4 所示、細水霧驗證實驗室內部實體圖如圖 5 所示。. 12.

(30) 圖 2、為用於細水霧驗證之測試場規劃圖. 圖 3、細水霧驗證實驗室空間配置圖. 13.

(31) 圖 4、細水霧驗證實驗室實體圖. 圖 5、細水霧驗證實驗室內部實體圖此工具之開發具備以下之能力與對於產業界之效益包括: ♦ 可分析不同火災情境的影響、火災位置、各種對象物之物理結構，提供數據供防火評估之用。 ♦ 具備火災偵測系統/水霧噴頭作動與細水霧抑制/滅火系統之效能分析，並且作最佳化分析。 ♦ 可作為系統驗證方法之一，減少發展時間與火災測試需求。三、細水霧系統實廠效能分析規劃此部份將參考芬蘭 VTT 或挪威 SINTEF 相關細水霧測試系統的資料，選擇數個火災情境來進行效能分析的工作，在進行實廠效能分析前將先行規劃測試情境內容，如表 2 所示。 14.

(32) 表 2 公眾聚集場所火災抑制效能測試 Test # 1. 2. 3. 4. 5. 6. Scenario Ignition. under. Ceiling Height (M) one. nozzle Ignition between two nozzle. 5. Ignition between four nozzle Ignition. under. one. nozzle Ignition between two nozzle. 2.5. Ignition between four nozzle. 且上述測試內容將搭配 FIREDASS 內建參數，並且將其實場測試之結果與 FIREDASS 所模擬結果者作比較。本期末報告初稿包括下列章節。第一章：前言；第二章：細水霧滅火系統之適用範圍；第三章：細水霧滅火系統相關之測試協定；第四章：細水霧噴頭檢測規範；第五章細水霧粒徑檢測技術；第六章：結論。. 15.

(33) 第二章細水霧滅火系統之適用範圍 2.1 細水霧滅火系統適用性：細水霧滅火系統已被證明具有撲滅 A、B、C、K 類火災的能力，冷卻火場、無毒性、低成本、需水量較少、較少的水損及較少的清潔復原時間等特性。它們能提供有效的方法從區域中移除煙霧及隔絕腐蝕性氣體，並能夠撲滅氣體藥劑較難撲滅的通風狀態火災。細水霧比起氣體消防系統具有下列優點: 無毒性。水源容易取得。細水霧可有效降低火場溫度可避免復燃，氣體消防系統若濃度無法維持充足的時間則可能發生復燃。較清潔，系統釋放後易恢復原狀。比大部分氣體消防成本低。而細水霧比起傳統撒水系統具有下列優點: 使用較少的水量，因此可降低場所的水損。細水霧較能控制易燃性液體火災，而傳統撒水會因燃料濺射與溢出而難以控制易燃性液體火災。滅火效率較傳統撒水系統高。 2.2 細水霧滅火系統在各類空間之應用最近的研究顯示細水霧可應用在下表所列的場所: A 類可燃物. 電力設備. 電子(信)設備飛機上應用. 紙木材. 機械空間. 交換機房. 飛機客艙. 烹調區域. 客輪之防護. 渦輪機房. 通信控制室. 貨機防護. 隧道地鐵. 16. 其它應用.

(34) 住宅用途. 發電機. 電腦室. 飛機引擎艙. 全船保護. 飯店旅館. 變壓器. 電氣室. 飛機棚廠. 化學製程. 購物商場. 電纜管道. 古蹟. 圖書館設施其它易燃性液體. 焚化廠. 2.3 易燃性液體場所之應用 2.3.1 機械空間的防護在機械空間一般使用 CO2 或者海龍滅火系統，然而由於鹵化院藥劑的毒性、對環境的影響及從熱表面移除熱的能力，有復燃的疑慮，故存在使用上的限制與顧慮，因而促成細水霧滅火系統成為機械機房火災防護的另一選擇。由於在機械空間可能發生 A 類與 B 類結合型態的火災，與氣體替代品比較，使用細水霧系統的滅火時間較長，然而細水霧卻能快速控制火災與冷卻火場，使在火場中的燃燒產物(CO 與 CO2)維持在低濃度。加拿大的國家研究院（NRCC)進行相關實驗結果顯示，在細水霧系統動作後火場的溫度冷卻至 50℃只需不到 15 秒，在測試中量得最大的 CO 與 C02 濃度低於 0.08%與 3.5%(與火災的大小與預燃的時間有關)，故細水霧放射後，滅火人員可以立即進入火場進行滅火。在機械空間細水霧系統的滅火性能，主要取決於火災的大小通風條件、區域幾何形狀、有無遮蔽、細水霧系統的噴撒特性以及在區域中的配置。細水霧系統的滅火性能，大的火災較小的火災容易撲滅，這是由於大火災中氧氣消耗量大，以及在火場中細水霧更易產生大量的水蒸氣去隔絕氧氣。在 NRCC 的研究發現，對噴撒火災而言，滅火的時間從 23 秒到 175 秒，對小的噴撒火災而言，則從 5 分 24 秒到 21 分 10 秒。有研究指出在 IMO 的測試協定中全尺寸燃燒測試，最大的挑戰是在一個通風室內空間引擎機組下方 0.5m2 的庚烷油池火災，因為這類火災被完全遮蔽致使細水霧無法噴撤到。而位於轉角與天花板附近的火災也很難被噴撒到，因此也很難撲滅。然而即使對充分遮蔽的火災，細水霧也能夠有效的控制火災的大小。細水霧的效能會受到防護區域間開口的影響，這是由於水蒸氣的洩漏以及新鮮空氣的流入。然而在撲滅通風火災上的效能上，細水霧被證明比氣體滅火系統好。在低壓細水霧的研究顯示，在高 8m，1280m2 的空間中若 17.

(35) 有 4m2 門保持開放，通風控制火災條件下雖仍可撲滅，但是其滅火的時間增加 30%到 70%。另增設出入口噴頭的數量從 2 顆改成 4 顆，則細水霧防範通風控制火災的效能將增加。Back 指出在 960m3 的空間安裝兩層噴頭，細水霧系統的減火效能將提昇，在這樣的設定下，細水霧系統可以撲滅所有密閉空間的火災，使用時間少於 25 秒，使用水量低於 100L。細水霧系統設於火災上方比位於火災旁邊有較好的滅火效能。噴頭的位置直接的低於天花板比低於天花板 2m 有較佳的滅火效能，因為在這樣的設定下，在熱層中能產生較多的水汽，在較上層的水蒸氣與汙濁的氣體能較有效率回到起火對象物，因此增加細水霧防護火災的能力。高壓單流及雙流系統比較，高壓單流細水霧系統在面對大部分的火災挑戰表現出較佳的滅火能力，這是由於許多微小及高動量的粒子產生。然而低壓細水霧系統具有較高水流量及較大的粒徑，被證明在撲滅未遮蔽油池火災與木製疊架火災具有良好的效能。 2.3.2 渦輪機房的防護一般對渦輪機房的保護包含下列 4 點要求: (1). 快速、有效率地撲滅火災。. (2). 最小的熱衝擊及腐蝕損害。. (3). 最少的清潔時間與成本。. (4). 最少的負面環境衝擊。. 為了評估細水霧的急速冷卻對渦輪機元件的可能損害，有研究使用連續放射細水霧與短時間循環排放來檢驗對渦輪機元件造成的衝擊，測試結果顯示只有金屬的表面溫度因細水霧的冷卻而有改變，金屬深層部分的溫度改變則非常微小。在 NRCC 的測試程式中細水霧放射的 2 分鐘內，金屬局部的表面溫度從 360℃降至 280℃，相同的放射時間內距離表面 1.3cm 的金屬溫度則從 360℃降至 340℃，因此細水霧冷卻造成的溫度變化並不會產生熱衝擊而損害到渦輪機元件。加拿大國家研究院（NRCC)的研究顯示證明一個雙流低壓的細水霧系統，使用循環放射比連續放射有更佳的滅火效能。當細水霧面對容易撲滅的火災(例如大的噴撒或油池火災)，則使用循環式放射對於降低滅火時間並不是相當明顯。對更具挑戰的火災環境，例如小型火災、遮蔽火災、通風控制火災，使用循環式放射則能夠明顯的降低滅火的時間與水量，甚至能撲滅連續放水所無法撲滅的火災，並可減少二分之一的滅火時間與三分之二的需水量，其火災抑制改善是因氧氣的消耗與區域中細水霧循環放射產 18.

(36) 生的動態混合。 2.3.3 A 類可燃物之適用 2.3.3.1 細水霧在客輪之防護近來由於客輪上火災的高發生率，促使國際海事組織(IMO)要求所有客輪的住宿空間在 2005 年以前必須安裝撒水系統。這項要求亦刺激了細水霧系統使用在普通可燃物的發展。 2.3.3.2 細水霧在貨機之適用飛機貨物區域一般使用 Halon1301 全區放射滅火，隨著近來海龍的逐步禁用，飛機製造商及航空公司通常較喜歡在貨物區域使用海龍替代品，然而目前可用的海龍替代品具有一些缺點，如額外的重量與體積、對設備的腐蝕性、產品燃燒的毒性、未知的環保限制及高成本。對於飛機貨物區域細水霧滅火系統的要求是提供一段足夠時間的保護(在一些情況下是 180 分鐘)，使飛機能夠安全降落。測試結果顯示雙流系統在控制貨物火災具有良好的效果，但是所需要的水量過多，從 303 公升到 416 公升，而使用高壓單流細水霧系統則可降低水量需求。 2.3.3.3 飛機引擎艙之適用研究顯示能夠產生高速細水霧粒子的噴頭，其最大的功效在於撲滅噴撒火災(對一個開放的引擎艙只需 2 秒的滅火時間)，細水霧並能提供極佳的冷卻能力(高動量的噴頭將燃料冷卻至閃燃點下只需 5 秒及 0.136 公升的水)。在飛機引擎艙中使用細水霧系統的兩個考量點為重量的限制及在寒冷操作溫度下細水霧系統是否可發揮功效。 2.3.4 細水霧在電子設備之應用在交換機房及通信控制室的火災通常是小而且緩慢成長的，在這種空間腐蝕性的煙擴散至整個空間是對財產及設備最嚴重的威脅。在電子及電氣設備要使用細水霧較難取代 Halon 或 C02 的一個最大考量問題是水的導電性(可能導致設備損害及危害到員工)以及金屬表面的腐蝕及連接器的腐蝕。一項研究顯示細水霧在撲滅機台內電子火災及電腦室火災頗具功效，不會導致電路短路或其他電器或電子元件損害，細水霧不會導致一個嚴重的電子洩漏，透過測試迴路不會產生一個明顯的訊號下降。約翰霍普金斯大學應用物理實驗室最近的研究指出，衝擊危害可能只存在持續的水氣流之後，因細水霧滯留在電子儀器表面;但只要配電盤清潔與正確的接地，細水霧對配電盤所產生的衝擊危害是微不足道的。對於電纜火災由於水噴撒 19.

(37) 時能有效的冷卻而顯示出有效的滅火性能。一旦燃燒的熱已經穿透銅導體以及溫度超過塑膠的自燃溫度，則其他的氣體系統，例如 C02 的窒息、海龍的抑制燃燒均無法撲滅燃燒中的電纜火災。當細水霧系統放射時，尤其採分區放射方式的細水霧滅火系統時，電子設備可繼續運轉，而無須緊急撤離。 2.3.5 細水霧滅火系統在其他場所的應用 NRCC 研究顯示，在烹調區域的油脂火災是最難撲滅的火災之一，因為高溫燃燒且容易復燃，無法被泡沫、乾粉、二氧化碳有效的撲滅。最近烹調火災已被歸類為一種新的火災類別，即 K 類火災。液態化學藥劑是目前使用在烹調區域的主要滅火用品，它撲滅烹調用油火災需 3 至 5 秒，但液態化學藥劑需花很長的時間去冷卻油溫使之低於自燃溫度，如此將會增加復燃的機會，另外液態化學藥劑所產生的毒性燃燒生成物，可能導致必須立即從烹調區域以及整個餐廳疏散，並增加清理的時間。 2.3.6 抽水霧滅火系統的禁用範圍細水霧滅火系統的主要滅火物質為水，因此不能直接用於會與水產生劇烈反應或生成大量危險產物的物質上，根據 NFPA750 所規範，這些物質包括: 1. 活性金屬如鋰、鈉、鉀、鎂、鈦、鋯、鈾、鈽。 2. 金屬烴氧化物．，如甲基氧化納(CH3ONa)。 3. 金屬氨，如氨基鈉(NaNH2)。 4. 碳化物，如碳化鈣(CaC2)。 5. 鹵化物，如氯化鋁 (AlCl3)。 6. 氫化物，如氫化鋰(LiH)，氫化鋁(AlH3)。 7. 鹵氧化物，如三溴氧化磷(POBr3)。 8. 矽烷類，如三氯甲基矽烷(CH3SiCl3)。 9. 硫化物，如五硫化二磷(P2S5)。 10. 氰酸鹽，如異氰酸甲酯(CH3OCN)。 11. 細水霧滅火系統不可接觸到低溫的液化氣體，例如液化天然氣，以避免該液化氣體因受水的擾動而產生劇烈的沸騰現象。. 20.

(38) 第三章. 細水霧滅火系統相關之測試協定. 3.1 細水霧滅火系統國際相關測試規範目前國際上許多機構都在發展細水霧滅火系統測試協定，目的在進行細水霧滅火系統效能驗證，確保系統有效性。根據 NFPA750 在設計規範中對細水霧滅火系統的說明，細水霧滅火系統係一種噴撒滅火系統，在系統中設置有一個或數個噴頭，可放射細微水霧用以控制、壓制、撲滅火源，噴頭在最小設計工作壓力下，噴出水之水滴直徑尺寸 99%應小於 1000 microns (Dv0.99≦1000µm)。NFPA750(2003 版)只要求所有細水霧滅火系統設計必需經過登錄方可適用，而在 NFPA750(2000 版)中則進一步澄清登錄的過程須包括在一個正式的測試協定下通過全尺寸火災測試才適用。因此 NFPA750 也針對測試機構進行調查列表，如表 3.1，包含 UL( Underwriters Laboratories, Inc.) 、 FM(Factory Mutual Research Corporation) 、 IMO(International Maritime Organization) 及 VDS(Verband der Schadenversichen e.V.)等測試機構及測試規範名稱，其中 IMO 只制定規範而非測試機構，UL 及 FM 的測試規範大都延自 IMO 的規範，但加上 UL 及 FM 的一些自定測試項目，目前 UL 及 FM 可說是美國在細水霧滅火系統測試的主要廠家，要進入美國市場一定要通過 UL 或 FM 的測試認證。目前國內尚未建立相關符合國外細水霧滅火系統之測試用場所及規範，故本計畫之執行目的即在收集整理國際測試規範及測試空間需求，依此規劃一個符合性能式理念的標準測試場所與系統化的效能評估模式，以提供國內業者、研究機構在細水霧滅火系統設計及應用方面的參考及系統驗證工具。表 3.1 NFPA750 收集之細水霧滅火系統測試協定及空間分類表機構名稱. FMRC. UL. 規範名稱. 測試項目空間需求 1.室內燃氣渦輪機之細水霧系統要求測試場所 2. C 類燃燒機房與特別危險機械大小：空間之細水霧系統性能要求 7.3 m×7.3 CLASS 5560 3.輕度危險場所之細水霧系統性 m×4.9m (260 m3) 能要求 4.濕式清洗台之細水霧系統性能測試(1997) UL2167 1. 消防用細水霧噴頭標準(1998) A 類機械 21.

(39) IMO. VDS. 2. 機械空間之細水霧系統性能空間與泵浦機房火測試 3. 客艙之細水霧系統性能測試災中： 4. 大於 12m2 之客艙之滅火性能 ClassⅠ 為 500m3 測試 5. 公共空間之細水霧系統性能 Class II 為 3000m3 測試 6. 住宿設施之細水霧系統性能測試 7. 輕度危險場所之細水霧系統性能測試 8. 普通危險場所之Ⅰ及 II 類火災測試 9. 噴頭結構設計、標註及性能要求機械空間與泵浦機房之海龍滅火系統替代方案.包括：附錄（A） MSC/Circular 同等性能水系統滅火系統之組 668 件製造標準與附錄（B）A 類機械空間與泵浦機房之同等性能水系統滅火火災測試方法修正 MSC/Circ668 A 類機械空間 MSC/Circular 與泵浦機房之同等性能水系統 728 滅火設備火災測試方法（1994)，並於 1996 增加附錄 B. 由 IMO Res.A.800(19)，設置撒水系統認可準則，包括：附錄（1） Res.A.800 細水霧噴頭組件製造標準，附錄 (19) （2）客船住宿區、公共區及服務區之撒水系統同等性能火災測試 VDS2498. 纜線管溝細水霧噴頭要求. FMRC：Factory Mutual Research Corporation UL：Underwriters Laboratories, Inc. 22.

(40) IMO：International Maritime Organization VDS：Verband der Schadenversichen e.V. 3.2 細水霧滅火系統國際相關測試之測試空間需求本節針對上節所述之測試規範進行整理，將各測試規範之測試項目及其空間需求進行列表整理。表 3.2 為針對 FM 的測試規範所整理出的空間需求，表 3.3 為針對 UL 的測試規範所整理出的空間需求，而表 3.4 則為針對 IMO 的測試規範所整理出的空間需求表 3.2 FM 之測試規範空間需求列表測試規範. 防護對象. 測試空間需求. 備註. 5.6 x 3.6 x 3.9(m). 防護空間小於 80m3. 7.31 x 7.31 x 4.7(m). 防護空間小於 260m3. 燃氣渦輪機房. 機械空間. FM. 3 7.31 x 7.31 x 4.7(m) 防護空間小於 260m. 濕式清洗台. 輕度危害空間. 5.5x3.7x 5(m) 天花板面積 80m2, 高度不低於 2.5m. 工商業用油鍋. 2.6x2.6x0.5(m). 局部放射. 3x3 (m) 油池. 直徑 12in(0.3m)油池火災 3 x 4 x 2.4(火源). 表 3.3 UL2167 之測試規範空間需求列表測試規範 UL2167. 防護對象船舶機械空間. 測試空間需求 Class 1: 10x10x5(m). 23. 備註.

(41) Class 2: 地板面積 100m2, 高 5~7.5 m. Class 3: 地板面積 300m2, 高 10m 船舶乘客客艙空間. 3x4x2.4(m). 船舶公共區域. 3.66x7.32x2.4(m). 輕度危害空間. 可容納 4 個撒水頭的空間. 中度危害群組 1 (開放空間). 天花板面積 232m2 高度不低於 2.5m. 中度危害群組 2 (開放空間). 天花板面積 232m2 高度不低於 2.5m. 表 3.4 IMO MSC/Circ 668/728 A 類引擎室之測試規範空間需求表分類. 引擎形式. 測試空間. 燃油和潤滑系統中的油空間體積路和壓力. 測試應在 100 燃油： m2房間進行，具低壓 0.15-0.20 kg/s 於 3-6 bar 高壓 0.02 kg/s 於 200-300 輔機室，小有開啟的 2 m bar Class1 型主機或淨 × 2 m的門作為潤滑油：3-5 bar 化室通風之用及5 m 液壓油：150 bar 高天花板。. 500 m3. 測試應在地板燃油：面積超過 100 如渡輪般 2 低壓 0.4-0.6 kg/s 於 3-8 m 的房間進的中型船 bar 3,000 m3 Class2 行，具有開啟的的柴油主 2 m × 2 m的門高壓0.030 kg/s於250 bar 機作為通風之潤滑油：3-5 bar 用；天花板5-7.5 24.

(42) m 高使房間總液壓油：150 bar 體積達到3,000 m3。測試應在地板燃油：面積超過 300 低壓 0.7-1.0 kg/s 於 3-8 如油輪和 m2 的房間進 bar 貨櫃輪等行，天花板高度 >3,000 m3 Class3 高壓0.20 kg/s 大船的柴需超過10m，且油主機沒有任何影響潤滑油：3-5 bar 空氣補給的限液壓油：150 bar 制。. UL 2167船上機械空間火災測試在火災測試盤，其燃油的深度至少為水面再加上50 mm (2 inches)，油面至盤頂有150 10 mm(6 0.4 I吋). 表 3.5 船上 A 類引擎室的火災測試測試編號火災情境. 測試用油. 1. 在四個噴嘴正下方模擬引擎的頂上低壓商用燃油或柴油水平噴灑. 2. 在四個噴嘴正下方模擬引擎的頂上低壓商用燃油或柴油水平噴灑噴油嘴向上45°可衝擊到1 m (39.4吋)外12 – 15 mm (0.5 – 0.6吋)的桿子. 3. 低壓水平噴灑，火源在模擬引擎側面，噴商用燃油或柴油油嘴由模擬引擎末端0.1 m位置噴入. 4. 綜合測試編號1 – 3最惡劣的噴射火災，並商用燃油或柴油在模擬引擎上有4 m2 (43 ft2)的油盤，下有 3 m2 (32.4 ft2)的油盤. 5. 在四個噴嘴正下方模擬引擎的頂上高壓商用燃油或柴油水平噴灑. 25.

(43) 6. 在模擬引擎側方低壓低流水平噴灑火商用燃油或柴油災，在引擎的側面，油料噴出離引擎末端 0.1 m (4吋)及一個0.1 m2 (1 ft2)位於引擎 1.4 m (4.6 ft)及底板的內側. 7. 在引擎模型的正下方0.5 m2 (5.4 ft2)的油庚烷盤. 8. 在引擎模型的正下方0.5 m2 (5.4 ft2)的油 SAE 10W30礦物基潤滑盤油. 9. 在排氣板下底板上0.5 m2 (5.4 ft2)的油盤庚烷. 10. 由引擎模型上竄出之持續火源(0.25 kg/s) 庚烷. 11. 2 m2 (21.52 ft2) A級(class A)木板疊架， UL 1626木板疊架(wood 庚烷測試油盤30秒預燒，測試油盤離地面 crib)及庚烷 0.75 mT. 12. 鐵板30 x 60 x5 cm (12 x 24 x 2吋)偏移噴庚烷灑嘴20° 加熱至350°C (662°F)，低壓低流噴嘴在鐵板端 0.5 m (19.2吋) 處，當板到達 350°C (662°F)時系統作動. 一旦系統停止, 油盤不得在引燃。. 13. 在引擎模型下2 x 2 m (6.6 x 6.6 ft)的油盤商用燃油或柴油. 表 3.6 油料噴灑測試參數分類 A 引擎室. 測試參數火災型式. 低壓. 低壓,低流. 高壓. Spray nozzle. 廣角(120 – 125°) 廣角 (80°) 全錐標準角 [在 6 Bar (87 psi)] 全錐形. 全錐形. 形. 公稱燃油壓力. 8 Bar (116 psi). 8.5 Bar (123 psi) 150 Bar (2125 psi). 燃油流量. 0.16 0.01 kg/s. 0.03 0.005 kg/s 0.050. 26. 0.002.

(44) kg/s 燃油溫度. 20. 5°C. (68 20. 5°C. (68 20. 5°C. (68. 9°F). 9°F). 9°F). 公稱熱釋放率. 5.8 0.6 MW. 1.1 0.1 MW. 1.8 0.2 MW. l燃油. 商用燃油或柴油商用燃油或柴油商用燃油或柴油供火災測試6 及庚烷供火災測試 12. 3.3 細水霧滅火系統相關測試規範之測試對象及項目整理 3.3.1 FM 測試對象及項目整理本節將 FM 細水霧滅火系統測試規範[6]中的測試對象及項目整理如下表表 3.7FM 細水霧滅火系統測試規範測試對象及項目整理項目編號. 1. 測試對象. 測試項目 1.. 1MW 未遮蔽柴油噴撒火災. 2.. 1MW 遮蔽柴油噴撒火災. 燃氣渦輪機房. 3.. 遮蔽 1m2 柴油油池火災. (小於 80m2). 4.. 復燃測試(1MW 遮蔽柴油噴撒火災). 5.. 有限制的自然通風測試. 6.. 噴撒冷卻測試(無火源). 1.. 1MW 未遮蔽柴油噴撒火災. 2.. 1MW 遮蔽柴油噴撒火災. 3.. 遮蔽 1m2 柴油油池火災. 4.. 復燃測試(1MW 遮蔽柴油噴撒火災). 5.. 有限制的自然通風測試. 燃氣渦輪機房 2. 2. (小於 260m ). 27.

(45) 3. 4. 6.. 較小防護體積測試. 7.. 噴撒冷卻測試(無火源). 1.. 1MW 未遮蔽柴油噴撒火災. 機械空間. 2.. 1MW 遮蔽柴油噴撒火災. (小於 260m2). 3.. 遮蔽 1m2 柴油油池火災. 4.. 有限制的自然通風測試. 1.. 低壓未遮蔽柴油噴撒火災. 2.. 低壓具角度未遮蔽柴油噴撒火災. 3.. 低壓遮蔽柴油噴撒火災. 燃氣渦輪機房或. 4.. 高壓柴油噴撒火災. 機械空間. 5.. 低壓遮蔽柴油噴撒及油池火災. (大於 260m2). 6.. 遮蔽正庚烷油池火災. 7.. 流動火源. 8.. 疊架火源. 9.. 噴撒冷卻測試(針對燃氣渦輪機房). 一、通風狀態測試. 5. 濕式清洗台. 1.. 直徑 4in 聚丙烯油池火災. 2.. 直徑 6in 聚丙烯油池火災. 3.. 直徑 8in 聚丙烯油池火災. 4.. 直徑 10in 聚丙烯油池火災. 5.. 直徑 12in 聚丙烯油池火災. 6.. 易燃性液體(丙酮、IPA、正庚烷)油池火災. 7.. 通風狀態聚丙烯油池火災. 8.. 通風狀態易燃性液體油池火災. 二、工作表面測試 1.. 直徑 4in 聚丙烯油池火災. 2.. 直徑 6in 聚丙烯油池火災. 3.. 直徑 8in 聚丙烯油池火災. 28.

(46) 4.. 直徑 10in 聚丙烯油池火災. 5.. 直徑 12in 聚丙烯油池火災. 6.. 易燃性液體油池火災. 7.. 飛濺測試. 8.. 其他表面測試. 三、無通風空間測試 1.. 聚丙烯油池火災. 2.. 易燃性液體油池火災. 3.. 其他無通風空間測試. 測試室#1：小防護區域 10ft x 13ft x 8ft 6. 輕度危險工作場所. 測試室#2：大防護區域面積不大於 400ft2，高度不超過 8ft 測試室#2：天花板面積至少 860 ft2 之開放空間. 7. 8. 工業用油鍋. 局部放射. 1.. 具有 5in 深的自燃溫度火源( mock-up A，Hood up ). 2.. 具有 5in 深的自燃溫度火源(mock-up A，Hood down ). 3.. 具有 5in 深的自燃溫度火源( mock-up B，Hood up ). 4.. 具有 5in 深的自燃溫度火源(mock-up B，Hood down ). 1.. 正方形柴油油池火災. 2.. 管道柴油油池火災. 3.. 庚烷噴撒火源. 4.. 正方形柴油油池火災結合 6MW 柴油噴撒火源. 5.. 有遮蔽的正方形柴油油池火災. 6.. Offset 正方形柴油油池火災. 7.. 具有外部點火源的 6MW 柴油噴撒火源. 29.

(47) 3.3.2 UL2167 測試對象及項目整理本節將 UL2167 細水霧滅火系統測試規範[6]中的測試對象及項目整理如下表表 3.8 UL2167 細水霧滅火系統測試規範測試對象及項目整理項目編號. 測試對象船上機械空間. 1. Class 1：500m3 Class 2：3000m3 Class 3：>3000m3. 測試項目 Class 1：10 x 10 x 5m 的密閉空間進行測試 Class 2：樓地板面積大於 100m2 密閉空間，天花板高度介於 5~7.5m，最大體積 3000m3 Class 3：樓地板面積大於 300m2 開放空間，天花板高度超過 10m. 2. 小於 12m2 船上客艙. 3 x 4 x 2.4m(10x13x8ft)的天花板中心進行連接到一個 1.5 x 12m(5x39.4ft)長，2.4m 高的走廊. 3. 大於 12m2 船上客艙. 邊長相等，高 2.4m(8ft) 、以及樓地板面積最少 24m2(260ft2)且不超過 80m2(860ft2)的室內進行. 1.. 輕度危險公共區域. 最少 80m2 的測試空間中進行。公共空間火災測試在測試第一階段進行時天花板高度為 2.5m，第二階段進行時天花板高度為 5m. 2.. 中度危險公共區域 2.. 在兩面 4.8m(15.7ft)寬的牆構成的轉角進行. 船上公共區域 4. 5. 6. 住宅區火災測試. 輕度危險區域. 中度危險區域 7. 8. 1.. 3.7 x 7.4 x 2.4m(12x24x8ft)的測試空間進行 1.. 符合 43.2 所述的船上輕度危險區域火災測試. 2.. 相當於 4 個嘖頭的最大間距及最大的天花板高度. 1.. 開放空間測試：在一個尺寸不小於 15m(50ft)的區域中，安裝一個面積最少 232m2(2500ft2)天花板. 2.. 轉角火災測試：在一個雙面的密閉空間進行，密閉空間具有最大的高度與最小的天花板區域，相當於 4 個噴頭以 2x2 噴頭配置所提供的覆蓋區域;或 9 個噴頭以 3x3 噴頭配置所提供的覆蓋區域. 1.. 開放空間測試：在一個尺寸不小於 15m(50ft)的區域中安裝一個面積最少 232 2(2500ft2)天花. 群組 1. 中度危險區域. 30.

(48) 區域中，安裝一個面積最少 232m2(2500ft2)天花板. 群組 2 1.. 轉角火災測試：在一個雙面的密閉空間進行，密閉空間具有最大的高度與最小的天花板區域，相當於 4 個噴頭以 2x2 噴頭配置所提供的覆蓋區域;或 9 個噴頭以 3x3 噴頭配置所提供的覆蓋區域. 31.

(49) 第四章. 細水霧噴頭檢測規範. 在細水霧系統中，滅火性能的優劣與噴霧特性有相當的關聯，而噴霧特性又決定於噴頭的設計與本體，故欲進行細水霧相關研究，一定要針對噴頭有一系列、嚴謹的檢測規範。故於本章中將對噴頭本體的檢測規範進行探討。 4.1 現有檢測規範之比較國內針對撒水頭已建立相關的檢測規範，這些檢測規範是否仍適用於細水霧系統的檢測？而國外針對細水霧系統的檢測已建立相關的檢測規範，如 IMO RES.A.800 及 UL2167，IMO 長久己來主導了細水霧檢測規範的發展，但 IMO 的規範較適用於海上船舶；而 UL2167 起源於 IMO 的規範，但做了少許的修改，比較適合應用於一般應用。由學者的研究發現[7]： 1. UL 2167 對於不同噴頭(自動噴頭及開放式噴頭等)，有明確之試驗要求，內容也頗為完善，因此本研究案之試驗項目之內容即以此標準為主要依據。 2. IMO RES.A.800 為細水霧噴頭試驗基準之起源，由國際海事組織(IMO) 所訂定，以船艙為主要考慮之使用空間，測試條件以海上之環境為參考依據。 3. 國內之『密閉式撒水頭認可基準』已施行多年，細水霧滅火系統與自動撒水設備之動作特性及對水滴尺寸及操作壓力的要求有很大的差異，所以對於試驗項目及內容，無法以此基準為主要之依據，但有些測試項目仍有適用之可能性。表 4.1 列出 UL2167 與國內之密閉式撒水頭認可基準間有關噴頭項目的列表，整體來說細水霧系統的噴頭測試項目較撒水頭的檢測項目為多，而且由表中發現 UL2167 與國內之密閉式撒水頭認可基準有許多類似的測試項目，但測試內容不盡相同，需做更深入的探討。 32.

(50) 表 4.1 UL2167 與國內之密閉式撒水頭認可基準噴頭測試項目比較表編號. 1 2. UL2167. 細水霧噴頭測試項目樣品檢查(Examination of Samples) 標稱動作溫度 (Nominal. Operationg. Temperatures). 國內密閉式撒水頭. ○. ○. ○. ○. 3. 動作溫度測試(Operation Temperature Test). ○. ○. 4. 流量測試(Water Flow Test). ○. ○. 5. 水量分布測試(Water Sistribution Test). ○. ○. 6 7 8 9 10. 水滴粒徑大小與速度(Water Droplet Size and Velocity) 功能測試(Function Test). ○ ○. 迴水板 / 限流孔配件測試 (Deflector/Orifice Assembly Test) 本體強度測試(Body Strength Test) 玻璃球元件強度 (Strength of Glass Bulb Elements). ○. ○ ○. ○. ○. ○ ○. 11. 易熔元件強度(Strength of Fusible Elements). ○. 12. 抗洩漏(Leak Resistance). ○. 13. 液體靜壓強度(Hydrostatic Strength). ○. 14. 熱暴露(Heat Exposure). ○. ○. 15. 熱陡震(Thermal Shock). ○. ○. 33.

(51) 16. 腐蝕測試(Corrosion Tests). ○. 17. 噴頭塗層完整性(Integrity of Nozzle Coatings). ○. 18. 水錘測試(Water Hammer). ○. 19. 動態加熱(Dynamic Heating). ○. 20. 風洞測試(Plunge Test). ○. 21. 延長風洞測試(Prolonged Plunge Test). ○. 22. 耐熱測試(Heat Resistance). ○. 23. 振動(Vibration). ○. 24. 粗糙處理測試(Impact Test). ○. 25. 衝擊測試(Impact Test). ○. 26. 橫向放射(Later Discharge). ○. 27. 30 天耐洩漏( Thirty-Day Leakage Resistance). ○. 28. 耐真空(Vacuum Resistance). ○. 29. 堵塞測試(Clogging Test). ○. 30. 抗凍測試(Freezing Test). ○. ○. ○. ○. ○. ○. ○. 4.2 UL2167 細水霧噴頭之火災防護標準如前節所述，UL2167 似乎是較為適合的測試規範，由此有必要對 UL2167 進行測試規範內容之探討，UL2167 細水霧噴頭之火災防護標準的內容及架構如下，共 50 項的要求。引言 1 範圍 2 測量單位 34.

(52) 3 元件 4 未註明日期之參考資料 5 專有名詞結構 6 概述 7 濾網與過濾器性能 8 概述 9 細水霧噴頭要求 10 合成橡膠材料與暴露測試 10.1 合成橡膠 10.2 具聚合物止水墊的噴頭 10.3 腐蝕暴露 10.4 溫度循環暴露 10.5 碳氫化合物暴露伴隨潮濕空氣暴露 10.6 碳氫化合物暴露伴隨水沉浸暴露 10.7 暴露在防凍劑溶液 11 標稱動作溫度 12 動作溫度測試 13 流量測試 14 流量分布測試 15 水滴粒徑大小與速度 16 功能測試 17 迴水板/限流孔配件測試 18 本體強度測試 35.

(53) 19 玻璃球元件強度 20 易熔元件強度 21 抗洩漏 22 液體靜壓強度 23 熱暴露 23.1 玻璃球噴頭 23.2 未塗裝之自動噴頭 23.3 塗裝之自動噴頭 24 熱陡震 25 腐蝕測試 25.1 銅噴頭及零件之應力腐蝕 25.2 不銹銅噴頭及零件之應力腐蝕 25.3 二氧化硫之腐蝕 25.4 鹽霧腐蝕測試 25.5 潤濕空氣暴露測試 26 噴頭塗層完整性 26.1 使用在噴頭防護的石蠟與瀝青 26.2 抗低溫性 26.3 抗高溫性 27 水錘測試 28 動態加熱 29 風洞測試 30 延長風洞測試 31 耐熱測試 32 振動 36.

(54) 33 耐用度測試 34 衝擊測試 35 橫向放射 36 30 天耐洩漏 37 耐真空 38 堵塞測試 39 抗凍測試 40 船上機械空間火災測試 40.1 概述 40.2 測試儀器 40.3 測試密閉空間 40.4 火災測試 40.5 滅火系統 40.6 測試流程 40.7 測試監測 41 船上客艙火災測試 41.1 概述 41.2 火災測試 41.3 測試配置 41.4 測試流程 41.5 測試監測 42 船上客艙面積大於 12m2 42.1 概述 42.2 測試配置 42.3 火源 37.

(55) 42.4 噴頭安裝 42.5 測試流程 43 船上公共區域火災測試 43.1 概述 43.2 船上輕度危險場所 43.3 船上中度危險場所 44 住宅區域火災測試 44.1 概述 44.2 測試配置 44.3 火源 44.4 測試方法 45 輕度危險場所火災測試 46 中度危險場所分類 1 火災測試 46.1 概述 46.2 開放區域火災測試 46.3 測試配置 46.4 火源 46.5 測試流程 46.6 轉角火災測試 46.7 測試配置 46.8 火源 46.9 測試流程 47 中度危險場所分類 2 火災測試 47.1 概述 47.2 開放區域火災測試 38.

(56) 47.3 測試配置 47.4 火源 47.5 測試流程 47.6 轉角火災測試 47.7 測試配置 47.8 火源 47.9 測試流程製造與產品測試 48 產品耐洩漏測試操作指南 49 設計與安裝說明書標示 50 細水霧噴頭標示 4.3 細水霧噴頭檢測項目如 UL2167 第 9 項的要求： 9 細水霧噴頭要求 9.1 每一種型式的噴頭應進行第 10 到第 39 項的測試，測試前，應提供精準的零件及配件圖、相稱的說明文件及製造商設計及安裝手冊副本。 9.2 依設計及安裝目的，噴頭的所有元件應進行相關測試要求。 9.3 測試前應以目視法檢查噴頭的: a)標示 b)確認噴頭是否有製造商的標示及規格說明 c)是否有明顯的缺陷由以上的 UL2167 第 9 項要求可明瞭到，UL2167 針對噴頭本體的檢測包含. 39.

(57) 第 10 項到第 39 項，共 30 項的噴頭本體檢測項目，並由下節一一說明之。 4.4 UL2167 噴頭本體檢測項目 UL2167 中針對噴頭本體的檢測項目如前節所述共 30 項，分別為： 10 合成橡膠材料與暴露測試 10.1 合成橡膠 10.1.1 被用來提供止水墊的彈性體，應進行測試以確定其具有下列特性: a)最小的矽樹脂橡膠拉力強度為 3．4Mpa(具有 poIy-organo-siIoXane 成分的特性)，其他彈性體為 10.3Mpa;矽樹脂橡膠最小的延長極限為 100%，其他彈性體為 150%。 b)符合 UL157 襯墊與止水墊標準，原始張力強度及伸長值的物理特性至少為原始值的 60%以上，除非產品意圖用於較高的溫度，否則以最大的負載溫度來決定烤箱時間，溫度為 60℃(140oF)。 10.1.2 對樣品的原始零件進行測試，由零件的大小及形式決定零件測試的項目。一般而言，一個內徑大於 25mm(1 in)的零件可直接進行實驗測試，當零件的實際大小小於 25mm(l in)或影響準確的測試時，一個類似零件的較大樣品或薄材料製成的相同複合物，應進行這些測試試驗。 10.2 具聚合物止水墊(Polymeric seals)的噴頭 10.2.1 各個分組的樣品依 10.3-10.7 所述暴露條件進行測試時，在其最小的操作或待機壓力下，利用聚合物材料，可保持使限流孔關閉而不洩漏。 10.3 腐蝕暴露 10.3.1 共取三組，每一組由 5 個樣品組成裝配。第一組暴露在 25.4.2 所述 20%的鹽霧中;第二組暴露在 10.3.2 及 10.3.3 所述的硫化氫中;第三組暴露在 10.3.4 所述的二氧化碳、二氧化硫中，每一個暴露的時間為 30 天。 10.3.2 在 10.3.3 及 10.3.4 所述測試用的樣品，垂直置於一個具有玻璃覆蓋的. 40.

(58) 玻璃試驗箱中，玻璃試驗箱具有供空氣出入的開口，玻璃試驗箱沒有標準尺寸，可依所容納測試樣品的數量及大小而改變。 10.3.3 測試樣品暴暴露在充滿潮濕硫化氫混合氣的密閉玻璃試驗箱(glass chamber)中，在七天中有五天(on five days out of every seven)，將與玻璃試驗箱體積 1%等量的硫化氫從工業用的氣體鋼瓶引進玻璃試驗箱，此體積的要求需使用流量計(flow meter)及計時器(timer)測量。在每一吹引進氣體前，應完全從玻璃試驗箱清除先前裝填的混合氣(gas-air mixture)。另兩天，將玻璃試驗箱保持關閉同時不提供氣體的清除或導引。在暴露期間，用一個位在玻璃試驗箱中間部分上層的小風扇(Fan)將混合氣輕輕攪拌，少量的水 (10ml/0.003m3 of the chamber volume)置於玻璃試驗箱底部以維持溼度。 10.3.4 這些樣品被暴露在充滿潮濕二氧化碳、二氧化硫混合氣的密閉玻璃試驗箱。在七天中有五天，相當於玻璃試驗箱體積 1%的二氧化碳數量，另有相當於玻璃試驗箱體積 1%的二氧化硫的數量，被導引進入。在每一吹引進氣體前，應完全從玻璃試驗箱清除之前裝填的混合氣，在七天中有二天，玻璃試驗箱保持關閉同時不提供氣體的清除或導引，少量的水置於玻璃試驗箱底部以維持溼度。 10.3.5 暴露後，每一個測試樣品中連接到聚合材料的動作零件，在最小操作或待機壓力下，應在 5 秒內動作。 10.4 溫度循環暴露 10.4.1 五個噴頭暴露在 10 個溫度循環，每一個循環是由零下 40℃(-40oF)的低溫暴露 24 小時及 52℃(125oF)高溫暴露 24 小時構成。 10.4.2 暴露後每一個噴頭在其最小操作或待機壓力下供給水，然後每一個噴頭在相同的熱作用下，每一個測試樣品連接到聚合材料的動作零件，應在 5 秒內動作。 10.5 伴隨潮濕空氣之碳氫化合物暴露 41.