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水系統滅火設備安裝施工及使用功能查驗方法之研究

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Academic year: 2021

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(1)

使

105

(2)

水系統滅火設備安裝施工及使用

功能查驗方法之研究

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國 105 年 12 月

(3)

水系統滅火設備安裝施工及使用功

能查驗方法之研究

受委託單位: 中華民國防火學會

研究主持人: 李明智 博士

協同主持人: 謝聖平 博士

研 究 員: 邱文豐 老師

研 究 員: 劉大衛 消防設備師

研究期程: 中華民國 105 年 1 月 30 日至 12 月 31 日

研究經費: 新臺幣 110 萬元

內政部建築研究所委託研究

中華民國 105 年 12 月 (本報告內容及建議,純屬研究小組意見,不代表本機關意見)

(4)

水系統滅火設備安裝施工及使用

功能查驗方法之研究

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國 105 年 12 月

(5)

水系統滅火設備安裝施工及使用功

能查驗方法之研究

受委託單位: 中華民國防火學會

研究主持人: 李明智 博士

協同主持人: 謝聖平 博士

研 究 員: 邱文豐 老師

研 究 員: 劉大衛 消防設備師

研究期程: 中華民國 105 年 1 月 30 日至 12 月 31 日

研究經費: 新臺幣 110 萬元

內政部建築研究所委託研究

中華民國 105 年 12 月 (本報告內容及建議,純屬研究小組意見,不代表本機關意見)

(6)

目次

表次………I

圖次………VII

摘要………XI

第一章 緒論………1

第一節 研究緣起與背景………1

第二節 研究目的………3

第三節 研究內容………4

第四節 研究方法與進度………4

第五節 研究範圍及限制………8

第二章 文獻及蒐集資料分析………13

第一節 水系統滅火設備安裝施工方法………13

第二節 水系統滅火設備功能查驗方法………29

第三節 各國安裝施工與功能查驗比較………63

第四節 消防用配管及其摩擦損失計算之檢討………65

第三 章 生命週期 法令規範及內 容 探討 ……… ……… 85

第一節 規劃設計查驗………86

第二節 施工監造查驗………106

第三節 會勘驗收查驗………127

(7)

II

第四節 運轉維保查驗………141

第五節 國內設備廠商參訪紀錄與結果………142

第四章 整體功能查驗之確保………145

第一節 水系統滅火設備性能確保範圍………145

第二節 水系統滅火設備生命週期………151

第三節 現行制度於水系統滅火設備生命週期的

問題………161

第四節 連貫化及自我回饋查核………163

第五節 經緯式查驗及操作原則………165

第五章 四大階段查驗表格建立及操作驗證………171

第一節 水系統滅火設備系統生命週期四大階段

查驗項目彙整………171

第二節 四大階段表格建立………173

第三節 表格內容及操作驗證………177

第四節 驗證修正的主項目 A 表及 B 表………181

第五節 四大階段表格案例現場操作驗證…………188

第六節 水系統滅火設備系統功能查驗管理系統

運………197

第七節 法規綜合檢討與建議………221

第六章結論與建議………239

第一節 結論………239

第二節 建議………242

(8)

附錄一 採購評選會議紀錄審查意見及回應表………245

附錄二 期中審查會議紀錄審查意見及回應表………249

附錄三 期末審查會議紀錄審查意見及回應表………253

附錄四 工作會議記錄………259

附錄五 教育訓練-泵浦………267

附錄六 建築物內消防水管路的耐震設計……… …273

附錄七 行政院公共工程委員會要求品質計畫………290

參考書目………322

(9)

IV

表次

表1-1 研究進度及預期完成之工作項目………7

表2-1 常見的消防幫浦於安裝施工問題………14

表2-2

管路的中心線與梁、柱、樓板的最小距離…………20

表2-3 管道支架或吊架之間的距離………20

表2-4 吊架之最大間距單位(ft-in)………24

表2-5 撒水頭與吊架之間距………25

表2-6 支管末端向下型撒水頭可用之吊架間距…………26

表2-7 水系統滅火設備測試報告書………30

表2-8 壓力管路水壓強度試驗的試驗壓力………46

表2-9 管路水沖洗流量………47

表2-10 各國對室內(外)消防栓設備查驗方式之比較……68

表2-11 各國對自動撒水設備查驗方式之比較………69

表2-12 日本JIS相關配管名稱與符號………71

表2-13 鋼管不同鏽蝕率年損失重量………73

表2-14 鋼管不同鏽蝕率年產氧化鐵沉積物體積………73

表2-15 使用普通配管用不鏽鋼管的閥門類………81

表2-16 配管使用不鏽鋼管Sch10S的安裝及閥門類……82

表2-17

使用配管用不鏽鋼管Sch20S的安裝及閥門類……83

表2-18

使用配管用不鏽鋼管Sch40S的安裝及閥門類……84

表2-19 海真威廉公式所提列之C值………86

表3-1 權責矩陣表………115

(10)

表3-2 充實水柱長度規定………121

表3-3 室內消防栓系統配管檢查項目及標準………135

表3-4 消防栓箱及裝備檢查項目及標準………136

表3-5 消防栓箱及裝備檢查項目及標準………137

表3-6 撒水系統檢查項目及標準………138

表3-7 幫浦室系統檢查項目及標準………141

表4-1 四大階段涵蓋項目及內容表………163

表5-1 驗證專家學者業界意見………183

表5-2 案例填寫專業人員各階段實際驗證………185

表5-3 驗證專家學者業界意見………185

表5-4 水系統滅火設備系統會勘驗收查驗A表…………188

表5-5 水系統滅火設備系統會勘驗收查驗B表…………188

表5-6 水系統滅火設備系統運轉維保查驗A表…………191

表5-7 水系統滅火設備系統運轉維保查驗B表…………191

表5-8 水系統滅火設備系統功能查驗人員及設備總表…193

表5-9 四大階段功能查驗項目不同案例填寫對照表…199

表5-10 四大階段功能查驗項目不同案例填寫階段評估表

………200

表5-11 四大階段功能查驗項目不同案例填寫綜合評估表

………201

表5-12 建築物水系統滅火設備查驗A表………206

表5-13 建築物水系統滅火設備查驗B表………211

(11)

VI

表 5-14 支架與吊架設置及其最大間距………227

表 5-15 水系統滅火設備構件安裝施工建議增修條文內

容………228

表 5-16 水系統滅火設備系竣工加壓試驗沖洗增修條文

內容………235

(12)

圖次

圖1-1 設備功能查驗單一迴路方式………2

圖1-2 計畫引入雙重迴路方式………3

圖1-3 本研究之流程圖………6

圖1-4 消防栓基本配備………8

圖1-5 各式室外消防栓………9

圖1-6 乾式與濕式自動警報閥及各式撒水頭………10

圖2-1 撒水頭與吊架之間距………25

圖2-2 支管末端向下型撒水頭可用之吊架型式…………26

圖2-3 常用之吊架型式………27

圖2-4 常用支撐構造………28

圖2-5 水壓氣動沖洗器………48

圖2-6 聯接橡膠水管的接頭與旋塞開關………49

圖2-7 各種消防用管材………70

圖2-8 黑鐵管(濕式管)與鍍鋅鋼管(乾式管)腐蝕發生

的情形………74

圖2-9 默迪圖(配管磨擦損失)………76

圖2-10 管內發腐蝕之情形說明………76

(13)

VIII

圖2-11 使用配管用碳鋼管 CNS6445 SGP………77

圖2-12 使用配管用碳鋼管 CNS4626 SGP SCH40…………78

圖2-13 使用配管用碳鋼管 CNS4626 SGP SCH80…………79

圖2-14 消防水力計算軟體之使用………89

圖2-15 依實際的管路配置進行各節點的壓力與流量計

算………89

圖3-1 設計階段應思考之問題-1………94

圖3-2 設計階段應思考之問題-2………95

圖3-3 室外消防栓及水帶箱等結構示意圖………96

圖3-4 消防水系統設置應考量維修距離-1………97

圖3-5 消防水系統設置應考量維修距離-2………98

圖3-6 幫浦啟動壓力調整………101

圖3-7 天花板間隙過大………103

圖3-8 垂直板狀天花板造型與集熱板………103

圖3-9 大型燈具造型………103

圖3-10 距空調出風口太近與風扇干擾………104

圖3-11 局部大型平面式天花板………104

圖3-12 高功率燈具………104

(14)

圖3-13 大型燈具或吊飾………105

圖3-14 防煙垂壁放水障礙………105

圖3-15 撒水頭裝置規定………106

圖3-16 感知式控制閥………106

圖3-17 撒水頭與天花板相關配置………107

圖3-18 第三方稽核與驗證過程的典型流程圖…………109

圖3-19 圖說審查作業流程圖………111

圖3-20 監造及裝置執業管理關係圖………113

圖3-21 監造照片-1………117

圖3-22 測試照片-1………117

圖3-23 充實水柱示意圖………120

圖3-24 測試照片-2………120

圖3-25 PIGGING系統概念圖………127

圖3-26 給水系統管路水壓試驗………130

圖3-27 消防壓力調整閥………132

圖3-28 工查驗申辦流程圖(申請端)………145

圖3-29 工查驗申辦流程圖(承辦端)………146

圖4-1 室內消防栓性能之確保範圍………152

(15)

X

圖4-2 維保階段應注意事項………162

圖4-3 整體功能查驗的流程………164

圖 4-4a 消防產品生命週期管理………165

圖 4-4b 四個階段,八個程序………165

圖 4-5 未整合及協同作業示意圖………167

圖 4-6 傳統消防設計流程……… 168

圖 4-7 整體驗證流程………170

圖 4-8 經緯式查驗流程圖……… 176

圖 5-1 本計畫四大階段表格形成的概念流程圖………182

圖 5-2 案例 1………195

圖 5-3 案例 2………196

圖 5-4 案例 3………197

圖 5-5 案例 4………198

(16)

摘要

關鍵詞: 水系統滅火設備、系統調試(功能驗證)、 系統調試工作程序和方法、火災特性、充實水柱 一、研究緣起 眾所周知,水是地球上重要的組成物質取得容易,無論中外利用 澆水或撒水是人類最早的滅火手段,水本身不具污染是優良的滅火藥 劑。從 18 世紀開始人們懂得利用各種工具組成簡單滅火設備如消防 栓以及撒水設備等,美國在發展水系統滅火設備的過程中,瞭解到水 壓與水流量對滅火效果的重要性以及管路摩擦、供水容量等等相對關 係後制定出一套滅火規範供消防隊參考,此即是 NFPA 規範的前軀。 水系統滅火設備包含甚眾,研究主題僅選定室內外消防栓及自動 撒水設備等兩種目前應用最廣汎來作為研究的目標,而研究主題將著 重在應對樓層高度、空間容積、場所面積或是特殊危險性等因素作成 法規式或性能式設計之考量又水系統消防設計是否應該全面執行水 力算軟體來求得精準的流量及壓力?消防供水量是否應考量場所空間 體積而非面積? 供水是否應為雙回路而非目前的單一回路?是否應考 量管路因腐蝕或摩損所造成的年限汰換問題? 有鑑於水系統滅火設備之室內外消防栓及自動撒水等的重要性 與複雜性,本計劃以連貫化精神、系統工程的做法,將水系統滅火設 備分為彼此接續的四個階段,使規劃設計、施工監造、會勘驗收及運 轉維保,每一個階段均有一個屬於自己階段的回饋查核。這個回饋查 核可以是一個輔助的、自我的查核,也可以轉化成第三方驗證作業。 在系統整體產出的時候即可以利用這個機制中,與前後銜接的、整體 的、連貫的、簡易的查核指南進行對水系統滅火設備進行經緯式的驗 證,讓系統在其生命週期中的運作得以更加有保障。 本計劃旨在建立水系統滅火設備功能查驗方法,整理出四個階段 相對應的表單,此表格可以視為輔助手冊或重點查核指南,讓各個階 段的實際操作者清楚的當作協助工具,使得各階段的品質更加可靠,

(17)

進而使得整體水系統滅火設備功能的可靠性增強。 二、研究方法及過程: 為達成本研究之目標,擬採用以下方法: 1.文獻回顧分析法: 2.現場調查分析法: 3.專家學者座談法: 4.現場驗證操作分析法: 本研究將結合實務與理論方式進行,主要的內容條列如下: (一)將一般的驗證標準化,朝設計、施工、驗收、維保等幾個層面 加以擴。如前所述,實務上,有一些場所若遇到後續的場所 變更使用、室內整修裝潢等,最後結果往往發生使用狀態與 原設計理念不符的情況。 (二)建立驗證標準化之實務操作手冊或使用說明,以方便實務操 作者使用。依循目前政府的法規法令形成實務操作手冊或使 用說明,俾使同業使用者方便齊一操作。 (三)研究發現我國現行消防設置標準與基準不足之處,以提供更 實際的建議。 (四)選擇若干市佔率較高、不同類別的水系統設備進行現場進行 功能查驗操作。 三、重要發現 (一)重要發現: 經過對我國行政檢查委託民間辦理之現狀檢討,以及對行政檢查委託 民間辦理之理論基礎與類型、政府委託民間辦理行政檢查之權限基礎 及委託程序、及委託民間辦理之法律關係等問題之分析檢討後,本研 究對於行政檢查業務委託民間辦理法制有以下幾點重要發現: 1.目前缺乏成本效益分析及引導產品國際化認證之引導機制。 2.缺乏第三方認證及整體認證機制。

(18)

3.缺少監造查核及施工品管制度的品質保證制度之實施。 4.缺少教育訓練的機制。 四、主要建議事項 根據研究發現,本研究針對行政檢查業務委託民間辦理處理的法 制化,提出下列具體建議。以下分別從立即可行建議及中長期建議加 以列舉。 建議一 立即可行之建議 辦理水系統滅火設備系統功能查驗實務相關推薦研討及、講習活動: 主辦機關:: 內政部建築研究所 協辦機關:: 中華民國消防設備師全國聯合會 預定 2017 年「法蘭克福安全系統應用展」將於 2017 年 4 月,假台北 世貿南港展覽館展出,同時現場操作水系統滅火設備系統功能查驗實 務相關推薦研討及、講習活動 建議二 立即可行之建議 推動「四大階段查驗表於現行審勘基準、檢修申報、監造施工及防火 管理等階段之操作運用」::立即可行之建議 主辦機關::內政部建築研究所 協辦機關::內政部消防署、各縣市消防局、中華民國消防設備師全 國聯合會 一、建立各類設備之四大階段查驗表,並分別於現行審勘基準、監造 施工、檢修 申報、防火管理等,規範為必要置入之附表檢查,

(19)

以可避免現行規範未能銜接及遺漏之處。 二、列入年度工作計畫,作為教材加以宣導實施,廣收回饋以精煉鍊 成官方版或公會版的表格。 建議三 中長期之建議: 有關消防安全設備設置標準增修水系統滅火設備條文規定: 主辦機關: 內政部消防署 協辦機關:內政部建築研究所、中華民國消防設備師全國聯合會、台 灣區消防器材同業公會 建立水系統滅火設備系統功能查驗作業列入現行規範,將已完成規劃 設計、施工監造、會勘驗收、運轉維保四個查驗層次查驗 A 表及查驗 B 表,以可能配合現行主管機關會審會勘、監造施工管理、檢修申報、 防火管理運用等公私部份之運用等。 建議四 中長期之建議: 研擬「相有關產品認證、施工監造、認證制度之建議」:中長期建議 主辦機關:內政部消防署 協辦機關:內政部建築研究所、中華民國消防設備師全國聯合會、台 灣區消防器材同業公會 根據本研究訪談與研究發現,可以提供關於產品認證、施工監造、認 證制度之建議有: 1.消防產品雙認證 目前已有國內「財團法人消防安全中心基金會」或「財團法人中 華民國消防技 術顧問基金會」審核認可,若能增加消防安全設備認 可,如 UL、CNS、ISO 機 制,作雙認證,對國內消防設備產品國際 化認證,有利於與國際接軌引導性。

(20)

2.對於重要或特別的場所的整體驗證系統可以仿倣效世界各先進國 家,如美國,委請有第三人公正專業單位進行作整體性能查驗機制。 3.建立監造查核及施工品管制度,確保一體、連貫的品質保證制度之 實施。 建議五 中長期之建議: 「後續水系統滅火設備系統功能查驗研究建議」 主辦機關:: 內政部建築研究所 協辦機關:: 內政部消防署、中華民國消防設備師全國聯合會 依據本研究發現,水系統滅火設備系統功能查驗尚有若干事項有待研 究釐清,諸如下: 1.「水系統滅火設備連動控制設備功能驗證準則」。 2.「整體消防設備功能查驗準則建立」。 3.「第三方驗證制度建立之研究等相關研究。

(21)

Abstract

Keywords: Water-Based Fire Protection System, Commissioning of Fire Protection

System, Task and Methodology of Commisioning, Fire Behavior and Water Spout

1. Research Topic: A Study on Water-Based Fire Protection System and Its Commissioning. The methodology of Water-Based Fire Protection System. Cx will be based on the interplay and development of four stages namely: planning/design, installation/supervision, inspection/rewinding and running /maintenance etc.

2. The Origin

Water is widely known as the most important material on earth. It’s easily obtained and will not cause any pollution after being used in fire extinguishing. Thus, water becomes an excellent fire protection agent. Since 18th century, people began to assemble the pipes and compressor to use as hydrant and sprinkler nowadays for fire extinguishing. While developing the procedures of water-based fire protection system, American people gradually understood the importance of how water pressure and water flow influence the result of fire extinguishing efficiency. Furthermore, pipe friction loss and water support capacity were also taken into consideration. A guideline to fire office operating was finally

completed, which also makes the predecessor of NFPA’s rules. Water-based fire protection system contains many. However, the study will

only address hydrant system and sprinkler system as they are most frequently utilized in fire extinguishing. The research topic will be according to the buiding’s height, space volume, floor area or harzadous factors for design, and should the designers be prescriptive-based or performance-based. Further, should water-based fire protection system use hydraulic solfware to calculate the precise flow rate and pressue in nozzle? Should water supply be used with dual support instead of single support? And should pipe’s friction loss owing to corrosion which results in frequent replacement be considered?

Recognizing the importance and complexity of water-based fire protection system in hydrant system and sprinkler system, the study is divided into four stages and based on the continuity and systems engineering in this plan. The four stages are planning /design, installation /supervision, inspection /rewinding and running /maintenance respectively, each stage is interrelated and with its own feedback checking list. In this project, the feedback of verification can be used as an auxiliary to self-checking; moreover it can be extended to a third party commission of the water-based fire

(22)

protection system. The so-called vertical-horizontal checking method in this project provides a set of coherent, whole and simple lists for operators to validate the water-based fire protection system during its life cycle and highly inhace its reliability

3 Research Contents

This study begins with the survey of relevant bibliographies of Europe, US, China and Hong Kong to even out the differences in perception and methods. Through the visitations, consultations, discussions and advice with scholars, practicing engineers and equipment manufacturers, the related analysis and governing laws and regulations of water-based fire protection system thus be achieved. The corresponded lists of the four stages are generated after practiced tests. The set of lists can be treated as a guideline of key points or be used as an auxiliary handbook to make each stage much reliable to deal with. Without doubts, the overall reliability and characters of automatic fire alarm system are also increased with reliability improvement in each stage.

4.Main Suggestions

For immediate strategies:

Suggestion 1

Proposal immediately feasible: automatic fire alarm system function check recommended practices related seminars, workshops handling activities Sponsored agencies: Architecture and Building Research Institute Co-organization: the National Federation of the Republic of firefighting equipment division Pre-2017 "international wisdom SMAhome building and home networking equipment applications Exhibition" will be held in April 2017 at the Taipei World Trade Center Nangang Exhibition Hall at the same time live fire automatic alarm system functions as a check recommended practices related seminars, workshops Activities

Suggestion2,

Promote the "four stages of examination table operations training workshops and four stages of examination table in the current trial baseline survey, maintenance reporting, fire management operations using the discussion stage": Of recommendations for immediate. Correspond Department: Architecture and Building Research Institute (ABRI), Associate Department: National Fire Agency, National Association of Fire Equipment division Ministry of Interior

(23)

For long-term strategies:

Suggestion 3,

"The proposed modification of the current fire regulations by" relevant :Mid-term or long term suggestions

Correspond Department: National Fire Agency

Associate Department::Architecture and Building Research Institute (ABRI),National Association of Fire Equipment division and at all levels

Establish automatic fire extinguishing equipment inspection system features now included in the job specification .Will have completed planning and design, construction supervision, will survey inspection, operation maintenance inspection four levels of inspection and examination table A,B table. Mixed with the current authorities may survey, construction management, supervision, maintenance reporting, fire management, utilization and other public and private part of the use and so on.

Suggestion 4,

(Related of system or technology):Mid-term or long term suggestions

Correspond Department: Architecture and Building Research Institute (ABRI), Ministry of Interior

Associate Department:, National Fire Agency Ministry of Interior, National Association of Fire Equipment division and at all levels

According to the prior study, the suggestions of system and technologies are, 1. Double Certification of Product

The Chinese Fire Protection Safety Center and the Taiwan Fire Technology Foundation are two institutes to certificate those devices in domestic presently. The introduced of UL, CNS or ISO to those fire devices to make Double Certification of Product is helpful to internationalization

2. Introduce three party commission systems to overall fire alarm system as advanced countries such as the United States.

3. Establish supervision to check construction quality control systems to ensure integrated and coherent implementation of the quality assurance system.

4. It is helpful to establish an easy operation, replaceable, maintenance system to reduce overall design, construction, inspection and maintenance problems about construction technology, concept process and coordination.

(24)

Suggestion5,

(Related of system or technology):Mid-term or long term suggestions

Correspond Department: Architecture and Building Research Institute (ABRI), Ministry of Interior

Associate Department:, National Fire Agency Ministry of Interior, National Association of Fire Equipment division and at all levels

Fire alarm system functions related equipment inspection and research directions following questions still to be further ideas and explore:

1. "Water-Based Fire Extinguishing System connected to the system check and cloud APP application research."

2. "The fire alarm control equipment linked functional verification guidelines"

3. "On the whole function of fire fighting equipment inspection guidelines established." 4. Related research "studies to establish the third-party verification system, etc.

(25)
(26)

第一章 緒論

第一節 研究緣起與背景

一、研究緣起

我國目前的建築與消防主管機關均為內政部,但是相關法規則涵蓋 有需多的單位,如營建署、消防署,每一個機關本於職權訂定相關的法 規,部分為專法專章,部分為章節條文涵蓋,構成目前我國的建築物滅 火消防安全設備的體系。面對如此重要且龐大的滅火設備系統,可靠度 的要求就變的非常重要。可靠度的要求從建築建造、使用區分、公共安 全要求等均相當的重要,一般的民眾或許沒有相當的觀念,但是政府部 門的嚴格把關可以讓系統的運作可以正常。而透過落實的施工與查驗, 對水系統滅火設備與整體的滅火設備系統與跨系統的功能方面,將可以 確保。 為保障建築物消防安全設備水系統滅火設備,室內外消防栓及自動 撒水設備施工品質和使用功能,減少火災危害,保護人命與財產安全; 依現行法規標準,雖然已結合理論與實務,將消防安全設備經由外觀、 性能、綜合等標準化檢查程序,但是諸多在施工、監造階段與審勘驗收 階段,仍有設備組件安裝界面或施工方法並未詳加規定,以致於整體系 統功能恐受到影響。希望藉本研究課題能具體呈現問題所在,進而提出 解決方案,以提昇建築防火安全之水準,包括提出室內外消防栓及自動 撒水設備的施工準備、供水設施安裝與施工、配管及管系組件安裝、系 統試壓及沖洗、系統調試、系統驗收、維護管理等方案,供相關法規增 修參考,以解決國內消防工程實務上困難。 本研究除了將以我國目前的法規與作法為基準外,並擷取美國防火 協會(NFPA,National Fire Protection Association)所制訂的查驗 精神,及參考如歐系、中國等國家地區相關水系統滅火設備系統的驗證、 程序、審查行政制度中各種優點,融入我國目前的各類場所消防安全設 備設置標準( 簡稱設置標準) ,將一般的驗證標準化,朝規劃設計、施 工監造、會勘驗收、運轉維保等幾個層面加以擴展,使得對於水系統滅

(27)

火設備系統的查驗方法得以標準化、連貫化、系統化。在研究中,將會 檢討這些查驗項目的理論性、合理性與實務性,並與實務技術的構面結 合,指出其落實之必要性,方便實際操作者的實務操作。透過落實的查 驗,對水系統滅火設備與整體的滅火設備系統,與跨系統的功能方面, 將可以確保。

二、研究背景

水系統滅火設備系統的形成分為規劃階段、設計階段、施工階段、 驗收階段與維保階段。目前,我國的建築法規與消防法規等均有對火災 的搶救水系統滅火設備的設計與設置加以規範。設計審查與最終查驗者 根據這些法規進行各項功能的設計與查驗,構成我國目前的水系統滅火 設備系統的功能查驗體系。在這整個體系中管制了起始與終端,惟並無 階段性的查核設計,以流程圖視之如圖 1-1 所示,目前為一個單一迴路 方式。 圖 1-1 設備功能查驗單一迴路方式 (資料來源: 本研究整理) 審視以上的流程,除規劃階段屬於設計者的專業思維外,其餘均有 實體可供查驗。所以為了確保每一個階段所移交給次一階段的工件或指 令是正確的,每一個階段事實上都需要做階段性的查驗。若每一個階段 的正確性,將可避免無謂的浪費與最終整體功能的正確有效性更可以提 昇可靠度與系統品質。但是這種單向的設計施工監造方式,若遇到後續 的場所變更使用、室內整修裝潢等,最後結果往往發生使用狀態與原設 計理念不符的情況。同時,由目前的方式發現維保與使用階段是較為薄 弱的一個階段。事實上,良好的維保與正確的使用是系統發揮良好功能 的一個相當重要的階段(如圖 1-2)。 設計 施工 查驗 維保

(28)

圖 1-2 計畫引入雙重迴路方式 (資料來源: 本研究整理) 因此,若可以在每一個系統形成階段均有一個反饋查驗的機制,則 在每一個階段均可以有效的增加系統該階段的品質,避免不良的因子繼 續傳遞下去。如此,整體系統在最終查驗時也可以確保系統的功能正常, 且具有優良的品質。在處理各個階段時,要注意到每一個階段雖有其獨 立性,但更有其關連性,所以彼此之間的連貫性、銜接性就是一個必須 要考慮的因素。除此之外,針對使用者端,本計畫也將其涵蓋到成為系 統的一環,但是考慮到專業度的因素,所以本計畫中將以明瞭、簡易的 方式加以涵蓋。圖 1-2 所示極為本計畫所要引入的概念,圖中保留了原 有的流程但是在各階段中加入一個查驗的動作,原來的查驗系統為經, 而每一個階段的查驗為輔助的緯,因此一個系統的查驗是相輔相成的, 並不會影響原來的查驗系統,所加入的查驗除了可以當自我檢查的指南 外也可以拓展成功能驗證的方式。

第二節 研究目的

有鑑於目前的查驗系統單一性與法規的階段性,為了要提高水系統 滅火設備系統的可靠性,並提昇使用壽命。本研究計畫希望以目前的國 家制度為經,提出一個連貫性、延續性、簡易性的查驗指南,作為輔助 的緯。透過這個經緯的方式,二維的建構出具有更高品質的水系統滅火 設備系統,讓這種系統的可靠度提昇、壽命延長,在整個生命週期中可 以更有效的發揮應有的效能。 設計 施工 查驗 維保

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不同類別的水系統滅火設備設備系統及場所現場驗證計畫,藉舉辦 學者專家座談會,結合建築、消防、電機、設計、設備廠商、施工裝置 廠商、認證檢測單位及政府有關單位等產、官、學各界專家,彙集各方 意見,制定修正較周全之驗證方案,彙整各界檢討改進提出的驗證內容 及程序。 本研究之目的如下: (一)完成國外之施工及驗收規範或標準之整理。 (二)發掘國內建築與消防業界對室內外消防栓及自動撒水設備的施工、 驗收工程技術、室內裝修後施行上相關問題或缺失。 (三)研提室內外消防栓及自動撒水設備的施工及驗收技術之改善方法 或通用原則。 (四)研擬法規基準相關條文的增修建議(草案)。

第三節 研究內容

本研究將遵循圖 1-2 的模型方式為基本架構,以連貫、明瞭、簡易 的精神,以階段式系統化、經緯式反饋查驗,結合實務與理論方式進行, 主要的內容條列如下: 一、將一般的驗證標準化,朝規劃設計、施工監造、會勘驗收、運轉維 保等幾個層面加以擴展。如前所述,實務上,有一些場所若遇到後 續的場所變更使用、室內整修裝潢等,最後結果往往發生使用狀態 與原設計理念不符的情況。 二、立驗證標準化之實務操作手冊或使用說明,以方便實務操作者使用。 依循目前政府的法規法令形成實務操作手冊或使用說明,俾使同業 使用者方便齊一操作。 三、選擇若干市佔率較高、不同類別的水系統滅火設備設備系統現場進 行功能查驗操作。

第四節 研究方法與進行進度

本計畫將運用相關文獻資料探討,參考美國消防協會所制訂的查驗 方式與精神並參考擷取其他外國文獻分析我國對設計、施工、驗證等方

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法與內容,擷取各國優點經驗,並以透過設備廠商現場訪查分析瞭解現 行生產的水系統滅火設備的性能查驗特性作為研究,並藉由現行法規研 析及諮詢具有學理研究且有實務的專家請益提供意見,集思廣益以充實 研究內涵,並輔以實際案例驗證作業,學者專家座談會等方法,藉以彙 整水系統滅火設備安裝施工與功能查驗方法研究的相關議題,並提出研 究成果及建議。 本計畫之研究方法及流程進度分述如下: 一、研究採用之方法 (一)文獻回顧分析法:首先將研究審視一些國家地區既有的法規、標 準或辦法,例如: 美國、英國、中國、日本等之現有作法,比較 擷取各國所訂定規範的優點。 [2][3][4][7][9][10][11][12][13][15][24][28][29][30][31] [32][34][35]36][37] (二)設備調查分析法:透過設備廠商與檢驗機構訪查,以瞭解所生產的 水系統滅火設備構件的特點。[16][17][18][19][20][23] (三)現場驗證操作分析法:透過現成的個案,進行實務竣工放水測試, 以及設計上管路水力計算手算法與電腦模擬法壓損之比較分析。竣 工後與未來室內裝修界面上產生問題調查。[22] (四)專家意見調查分析法:透過諮詢學者專家,以及現場實務者、執法 官員提供意見。 二、研究流程 如下圖 1-3 所示,為本研究之流程,研究將由資料蒐集分析與歸納 開始,期間將訪問設備製造商、消防設備師,並進行學者專家的諮詢, 以聽取相關的意見作為研究的參考,以避免研究與實務之間的落差,同 時也取得實際從業的消防設備師(士)及設備製造商的支持,以便可以將 研究成果落實於實際之作業過程之中。

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圖 1-3 本研究之流程 (資料來源: 本研究室整理) 計畫開始 研究範圍界定 文獻資料蒐集 (設計) 、施工、查驗、(維 保)等方法研究 專家座談會(一) 期中報告初稿 期中報告 會議 現場查驗方法確立 查驗方法 操作驗證 驗證結果分析 個案調查意見蒐集 專家座談會(二)

A

A

期末報告初稿 期末報告 會議 建議與指導原則 計畫結束 報告製作 報告製作 Y N Y N Y N

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三、研究進度

本研究計畫,預計以 11 個月完成,工作項目及時程請參見表 1-1。 表 1-1 研究進度及預期完成之工作項目 月 工作項目 第 1 個 月 第 2 個 月 第 3 個 月 第 4 個 月 第 5 個 月 第 6 個 月 第 7 個 月 第 8 個 月 第 9 個 月 第 1 0 個 月 第 1 1 個 月 備 註 文獻回顧與探討 專家座談會(查核點) ★ 驗證系統及項目之 調查、分析與統計 驗證標準表格及執 行機制 期中報告(查核點) ★ 實際案例驗證及適 用範圍分析 驗證操作及標準規 章提出 專家座談會(查核點) ★ 結論與建議 報告書撰寫 期末報告(查核點) ★ 預定進度(累積數) 11.1﹪ 22.2﹪ 33.3﹪ 47.2﹪ 58.3﹪ 69.4﹪ 75.0﹪ 86.2﹪ 91.8﹪ 100﹪ 說明:1.工作項目請視計畫性質及需要自行訂定,預定研究進度以粗線表示其起訖日期。 2.預定研究進度百分比一欄,係為配合追蹤考核作業所設計。請以每 1 小格粗組線為 1 分,統計求得本計畫之總分,再將各月份工作項目之累積得分(與之前各月加總)除以 總分,即為各月份之預定進度。 3.科技計畫請註明查核點,作為每 1 季所預定完成工作項目之查核依據。 (資料來源: 本研究整理)

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第五節 研究範圍及限制

一、研究範圍 消防系統的涵蓋相當的廣泛,從火警自動警報設備、探測器、中繼 器、水系統滅火設備(撒水系統、水霧滅火設備、泡沫滅火設備)、化學 系統滅火設備、避難設備、標示設備等均為建築物整體消防系統構成的 一環。依據現行「各類場所消防安全設備設置標準」,水系統滅火設備種 類如下: (一)室內消防栓 室內消防栓設備是指在建築物內置室消防栓,操作水帶、瞄子向火 點 射水以滅火之設備。上係陳炎教授對其所作簡潔明瞭的定義;然而日 本消防界對其定義為 :藉人為操作建築物內設置初期滅火手段,室內消 防栓,瞄子、水帶 室內消防栓,瞄子、水帶 室內消防栓,瞄子、水帶 室內消防栓,瞄子、水帶 室內消防栓,瞄子、水帶 等收納於消防栓箱 及配管、加壓送水裝置源構成。[7][9][13][15]16][28][31] 室內消防栓主要構成組件如下 : 1. 水源 2. 加壓送水裝置 (重力水箱式 、壓力水箱或消防幫浦) 3. 送水口 4. 室內消防栓出水口及開關閥 5. 室內消防栓箱 (含消防水帶、放水瞄子、快式接頭等 ) 6. 配管 7. 緊急電源 8. 其他附屬裝置 消防水帶用快速接頭 消防水帶 消防栓閥 減壓型消防閥 噴霧瞄子 圖 1-4 消防栓基本配備 (資料來源:本研究整理)

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(二) 室外消防栓 室外消防栓設備,是指以建築物地面層為護對象在外部置栓,由外 部射水進行搶救之滅火設備;一般於大規模平房、住宅或工廠等建築物, 亦有為防止鄰接建之延燒而設置者。因此,室外消防栓與室內消防栓具 有類似之特點,人為操作或以手動式滅火設備,多方向性功能依需求控 置水量,以減少水損。室外消防栓可分為二種 :一種與室內消防栓樣設 於箱內(地上式);另一種設於地下 (地下式),附設水帶、開關箱於消防 栓附近。室外消防栓如室內消防栓一樣應包括消防立管、消防栓箱 (含 消防水帶、放水瞄子、快式接頭等)及水箱等主要設備。室外消防栓設備 主要構成組件如下 : 1. 水源 2. 加壓送水裝置 (重力水箱式 、壓力水箱式或消防幫浦) 3. 室外消防栓出水口及開關閥 4. 室內消防栓箱 (含消防水帶、放水瞄子快式接頭等 ) 5. 配管 6. 緊急電源 7. 其他附屬裝置 室外消防栓設備 圖 1-5 各式室外消防栓 (資料來源:本研究整理) (三)自動撒水設備 自動撒水設備係於防護區域上方,依規定之距離設置撒水頭,並藉 適當管線系統將所有撒水頭連接,配以自動警報報逆止閥,各式控制閥, 加壓送水裝置及水源等構件組成;火災時可藉由撒水頭感熱元件、探測

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器(或感知撒水頭) 之感應而啟動撒水頭噴出水滴以防止火勢蔓延,撲 滅初期火災之固定式滅火設備。[2][4][6][28]29][31][33][36] 自動撒水設備主要構成組件如下: 1.水源 2.加壓送水裝置(重力水箱式、壓力水箱式或消防幫浦式) 3.送水口 4.撒水頭 5.流水檢知裝置(自動警報逆止閥、乾式閥、預動作閥等) 6.啟動裝置及一齊開放閥 7.補助撒水栓(含栓箱消防水帶、放水瞄子等) 8.配管 9.緊急電源 乾式自動警報閥 濕式自動警報閥(含水鐘) 自動撒水頭(埋入型) 優美型撒水頭 圖 1-6 乾式與濕式自動警報閥及各式撒水頭 (資料來源:本研究整理)

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(四)水霧滅火設備 水霧滅火系統是利用水霧噴頭在一定水壓下將水流分解成細小水 霧滴進行滅火或防護冷卻的一種固定式滅火系統。該系統是在自動撒水 系統的基礎上發展應用的,不僅安全可靠,經濟實用,而且具有適用範 圍廣,滅火效率高之優點。系統的防護物主要為火災危險性大、火災撲 救難度大的專用設施或設備。該系統不僅能夠撲滅固體火災,尚可撲滅 液體火災和電氣火災。除滅火之外,而且可用於控制火勢和防護冷卻。 水霧滅火系統主要構成組件,由消防水源、加壓送水裝置、配管、一齊 開放閥組、過濾裝置和水霧噴頭等組成,向防護物噴射水霧滅火或防護 冷卻的滅火系統。 (五)泡沫滅火設備 泡沫滅火設備是一種利用水和泡沫滅火藥劑混合,俾供滅火用之設 備。泡沫滅火設備之泡沫水溶液係由一定之水與一定之泡沫藥劑(原液) 混合,遇空氣或藉化學變化,使其膨脹產生泡沫覆蓋燃燒物質之表面, 除隔絕空氣流通之窒息作用外,並且利用含有水份之氣泡、兼具冷卻效 果。一般多用於以水或不燃性氣體滅火效果小,或有再著火危險之虞之 易燃性或可燃性液體火災。泡沫滅火設備構成單元如下: 1.水源 2.加壓送水裝置 3.泡沫頭 4.感知裝置 5.自動警報逆止閥 6.配管 7.啟動裝置 8.泡沫原液及泡沫原液槽 9.泡沫自動混合裝置 10.緊急電源

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本計畫的研究範圍將針對水系統滅火設備中與建築物相關性較密 切之室內、外消防栓與自動撒水設備進行研究,有關消防水源、加壓送 水裝置 (重力水箱式 、壓或消防幫浦) 其他附屬裝置、配管、緊急電 源共通性,以及個別消防栓出水口及開關閥、室內消防栓箱 (含消防水 帶、放瞄子快式接頭等)、撒水頭、流水檢知裝置(自動警報逆止閥、乾 式閥、預動作閥等)、啟動裝置及一齊開放閥等構件安裝施工與竣工使用 性能的查驗方法或事項,為研究主要範圍。至於水霧滅火設備、泡沫滅 火設備部分,因涉及工業使用與危險物品運用儲槽類泡沫放出口等議題, 雜項建築相關,非本次研究所定範疇。 二、研究限制 由於國情不同,各國依其地域性規範其相關建築與公共設施的法規 與標準,連帶著影響了消防法規的建置與設計要求。有關各國水系統滅 火設備系統功能以經緯式方式、依各階段查驗制度全貌之敘述文件,本 研究蒐集過程中並無完整之相關資料。 本計畫僅能就部分相關文件蒐集,因此,主要以現行國內法規制度 為基礎比較分析所缺或不足之處,並參考美國消防協會(NFPA)所制訂 的精神及並擷取其他國家地區文獻的優點。本計畫研究過程中也加上國 內設備廠商、第三公證檢驗機構的現場訪查分析,瞭解現行水系統滅火 設備的構件性能查驗特性。 除此之外,研究過程中仍安排多次藉由對於現行法規研析及諮詢具 有學理研究且有實務的專家座談會,並輔以實際案例測試驗證作業等方 法,以提出研究成果及建議。

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第二章 文獻及資料分析

第一節 水系統滅火設備安裝施工方法

一、我國設置標準與基準之規定

(一)消防水源與加壓送水裝置 1.消防水源 消防水源基於可靠性包括有重力水箱、壓力水箱與地下水池。所需 水源容量不得小於裝設室內、外消防栓最多之樓層內全部消防栓繼續放 水二十分鐘之水量,但該樓層消防栓數量超過二個時,以二個計算;自 動撒水設備為各類場所規定個數繼續放水二十分鐘之水量。 至於消防水源構造與相關附屬裝置,如水位計、排水管(附止水閥)、 溢水用排水管、補給水管及人孔之附屬裝置,以及消防立管管系與水箱 連接後,應裝設逆止閥等。得依設置標準規定,與消防署解釋命令;其 安裝施工方法並未詳細規範。例如為防止水源中異物吸入管系或加壓送 水裝置而影響室內消防栓設備整體系統機能運作,連接於配管或加壓送 水裝置之部分,應設有濾網等過濾裝置。 儲存水源之水箱是否應以不燃性材料為之,且如為玻璃纖維(FRP) 或類似材料製水箱,是否建議埋設於地表面下,或耐火構造之頂層上方; 設置場所是否應符合緊急電源室房間、室外無延燒之虞,堅固於有效耐 震之鋼筋混凝土基礎架上。 2.消防幫浦 依據各類場所消防安全設備設置標準第 37 條、第 42 條與第 58 條, 分別明定室內外消防栓與自動撒水設備的所需出水壓力、出水量、設置 處所之防火、防水、管系的防震、減壓等措施。此外,於現行消防署公 布之消防幫浦加壓送水裝置等及配管摩擦損失計算基準,已有規範消防

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幫浦及其附屬裝置等之構造、材料與性能,但是並未對安裝施工方法有 統一或通則性之規定,實際上得按各器材產品出廠認可時所檢附之手冊 內容規範來進行安裝。施工時是否能正確安裝(詳附錄五),雖可以依竣 工查驗方式,藉特定測試方法檢視或試車、試水來判別。 以下是消防幫 浦於安裝施工時常出現之問題: 表 2-1 常見的消防幫浦於安裝施工問題 部 位 不當安裝的影響 安裝建議 流量 測試管 流量計與前後調整閥或彎頭之間 的整流管不按規定安裝。使測試 管不按規定安裝。使測試管內水 流產生波動的擾流,引起浮子波 動,流量計不準確。 1.參見竣工查驗基準 2.依照流量計廠商提供 安裝資料正確配管。 吸水管 裝設防 震接頭 使用台製橡膠防震接頭,因橡膠 硬度低,抗拉張力小,受幫浦吸 入側產生的真空將按膠面吸凹, 使流注面縮小,造成泵浦空蝕, 而且流量減小。 1.應採用不銹鋼摺折 型。 2.吸入管中置採用防振 接頭場合,理不得使 防震接頭發生凹陷 情形。 流量測 試配管 至儲水 池 流量測試配管至貯水池,在水面 上,因測試流量與壓力甚大,將 外面空氣帶入,在水內形成很入 量氣泡,而且如距離幫浦吸入管 過近(lm內),造成泵浦吸入大量 氣泡,影響幫浦出水量。 流量測試配管至儲水 他,其末端排放口應插 入水面,並應距離吸入 管 2m以上。 吸入 管徑 吸入管管徑及底閥口徑不足。 一般依額定流量配置吸入管徑。 消防幫浦與一般給水泵不一樣, 應以額定流量的 150%時流量為配 置管徑標準,否則影計測 150%流 量時的充足。 1.以流速 2m~2.5m/sec 為基準,所需流量時 來配置吸入管徑及底 閥。 2.依照NFPA規定 NFPA20 2-20 參見所 附技術資料。 (資料來源:本研究整理)

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(二)配管與閥類 依各類場所消防安全設備設置標準第 32 條、第 39 條規定,室內外 消防栓設備之配管、配件及屋頂水箱等的設置。如配管之專用、管材(質)、 管徑大小、立管管徑、平時充水與有效防震措施,閥類標示開關狀態、 屋頂水箱容量等。至於設備管系如何安裝施工,閥類接頭採螺紋式或熔 接式限制,異徑接頭同心或偏心式接續,過濾器或不同防震軟管的選用 等是否有影響整體設備原設計性能,實值得研究的課題。 另依各類場所消防安全設備設置標準第 44 條,自動撒水設備之配 管、配件及屋頂水箱,除準用前述第 32 條第一款、第二款規定外,依下 列規定設置: 1.密閉乾式或預動式之流水檢知裝置二次側配管,施予鍍鋅等防腐 蝕處理。一齊開放閥二次側配管,亦同。 2.密閉乾式或預動式之流水檢知裝置二次側配管,為有效排水,依 下列規定裝置: (1)支管每十公尺傾斜四公分,主管每十公尺傾斜二公分。 (2)於明顯易見處設排水閥,並標明排水閥字樣。 3.立管連接屋頂水箱時,屋頂水箱之容量在一立方公尺以上。 以上規範內容並無相關配管管路採用管路支、吊架和防晃支架固定 方式,接頭採螺紋式或熔接式等規定之事項。尤其我國地處環平洋地震 帶,地震頻繁地區,撒水設備管系防震措施便顯得極為重要。 二、中國大陸相關標準規範 依據消防給水及消防栓系統技術規範(GB 50974-2014)、自動噴水 滅火系統施工及驗收規範(GB 50261-2005),水系統消防滅火設備之施 工安裝整理如下說明: (一)供水設施之安裝 1.一般規定 規範規定系統的水泵、水箱、水池、氣壓給水裝置、水泵結合器等 供水設施的安裝條文。其餘供水設施應按相應的技術文件進行施工,亦 可參照規範有關條文進行施工。

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安裝供水設施及其附屬管路前,應清除其內部污垢和雜物。安裝中 斷和完畢時的敞口處應臨時封閉,以防雜物或污垢進人其內。 供水設施應安裝在環境溫度不低於 5℃,並且便於檢修,不受曝露、 污染,不易被無關人員撥弄、損壞的地方。 2.水泵和穩壓泵安裝 系統使用的水泵、穩壓泵的規格、型號、技術性能應符合設計要求。 應有產品合格證和安裝使用說明書。其施工安裝應符合國家現行標準, 機械設備安裝工程施工及驗收規範的有關規定。 水泵、穩壓泵安裝前應作下列檢查: (1)基礎的尺寸、位置、標高和地腳螺栓位置等應符合設計要求; (2)設備完整,無損壞和銹蝕等情況,管口保護物及堵蓋完好; (3)盤車應靈活,無阻滯、卡住現象,無擦殼聲音; (4)驅動機轉向確認無誤,方可和水泵相連接; (5)混凝土基礎己達到設計強度。 當配用電動機功率大於 17 千瓦,安裝時應有隔振措施。設計有要 求時按設計執行,設計無明確規定時,基礎可採用橡膠墊隔振,出水管 宜採用可曲撓接頭與系統連接。當水泵和水池位於獨立的兩個基礎上, 且相互為剛性連接時,吸水管上應加設柔性連接管。 水泵的水平應以水平中開面、軸的外伸部分、底座的水平加工面等 為基準進行測量,縱橫不水平度不應超過 0.1%。 小型整體安裝的泵,不應有明顯的傾斜。 泵的調正應符合下列要求: (1)泵與驅動機應採用聯軸器連接。兩軸的不同軸度,兩半聯軸端面 間的間隙應符合泵技術文件的規定; (2)主動軸與從動軸調正連接後,應盤車檢查是否靈活; (3)泵與管路採用法蘭連接時,法蘭應與管中心線相垂直,兩法蘭面 應平行。連接後,應複校正情況。如不正常應調整,調整時應將 泵管路脫開以防止雜物進入泵內,損壞泵的零件。 吸水管及附件應符合下列要求: (1)水泵宜安裝成自灌式充水,吸水管直徑不應小於泵吸水口的直

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徑,並應安裝控制閥門; (2)吸水管水平管段上,不應有氣囊和漏氣現象; (3)吸水管下口如係水箱充水的泵,宜加設有濾網的底閥;如係自灌 式充水的泵,只加濾網即可。 每台水泵出水管上應按設計安裝閥門、止回閥和壓力錶,並且宜安 裝檢查和試水用的放水閥門。安裝壓力錶應加設緩衝彎管,緩衝彎管如 用鋼管其內徑不應小於 l0mm ;如用銅管其內徑不應小於 6mn。壓力錶量 程不小於泵工作壓力的 2~2.5 倍。壓力錶和緩衝管之間還應安裝旋塞。 3.高位水箱和貯水池安裝 高位水箱的容積安裝標高、位置應符合設計要求。安裝時應確保水 箱間的主要通道寬度不小於 1.0m,鋼板水箱四周應有不小於 0.7m 的檢 修通道,水箱頂至建築結構最低點的淨距不得小於 0.6m。 水池、水箱應按設計要求設置進、出水管、洩水管和水位指示裝置, 溢流管、洩水管不得與排水系統直接連接,施工過程中,水箱應加蓋並 採取不使污染的防護措施。 貯水池應按設計採取消防水量不被他用的具體措施。 管路穿過鋼筋混凝土水箱、水池處,按設計要求設置的剛性或柔性 防水套管應嚴密不漏水。管路穿過鋼板水箱處宜直接焊接,焊接處應作 防銹處理。 鋼板水箱作防腐保護油漆時,漆膜應均勻,不得有堆積、漏塗、氣 泡等缺陷。 4.氣壓給水裝置安裝 壓力水罐的容積、氣壓、水位及工作壓力應符合設計要求。 氣壓水罐的供水泵和罐體應配套。罐體上應安裝安全閥、壓力錶、 洩水管、密閉人孔、水位指示裝置等。 氣壓給水裝置的安裝位置、標高、進、出管的方向等應按設計要求 進行施工。且裝置的周圍淨空不得小於 0.7m,地面與罐體上的任何部件 的距離不得小於 0.5m,罐頂至建築結構最低點的距離不小於 1.0m。 氣壓給水裝置的進、出水管,充氣管均應牢固支撐,防止損壞。並 應安裝止回閥和閘閥。充氣管上還應安裝安全閥和氣壓錶。

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5.水泵接合器安裝 水泵接合器的組裝應按接口、本體及聯接管、止回閥、安全閥、放 空管、控制閥的順序進行。止回閥的安裝方向應保證消防水流能從水泵 接合器口進入系統。 水泵接合器應安裝在消防車便於接近之處,且宜設在人行道或非機 動車行馳地段。地下式接合器井的鑄鐵井蓋上應鑄「消防水泵接合器」 標誌,並在其附近設置指示其位置的固定標誌; 地上式接合器應有與消 火栓相區別的標誌。牆壁式接合器的位置應按設計安裝且距地面不宜低 於 0.7m,並與建築物的門、窗、孔、洞保持不小於 l.0m 的距離,且不 應安裝在玻璃幕牆下方。 地下式水泵接合器的安裝應使接合口靠近井口一邊。接合器頂部進 水口與井蓋底面距離不得大於 0.4m,超過應加短管。但也不應小於井蓋 的半徑。 在地下水位較高的地方設置接合器閥門井時,應用 Mu7.5 級磚、M7.5 級水泥砂漿砌築。井壁內、外表面應抹厚 20mm 加有防水劑的 1:2 水泥 砂漿,抹面高度應比最高地下水位高出 250mm。管路穿閥門井壁外的間 隙用粘土填塞,兩面用 M7.5 級水泥砂漿填塞,厚度不應小於 50mm。無 地下水時,可採用 M5.0 級水泥砂漿砌築。 所有地下管路內、外壁應塗瀝青冷底油兩道,外壁再塗熱瀝青兩道。 (二)管路及系統組件安裝 1.管路安裝 施工前應對管材進行外觀檢查,清除管內外的髒物、異物,校直配管 等。安裝時應隨時清除已安裝管路內部的雜物。 在具有腐蝕性的場所,系統管路、管件以及埋地管路,安裝前必須進 行防腐蝕處理。 管路安裝,當管公稱直徑小於或等於 100mm 時,應採用螺紋連接; 當 管公稱直徑大於 100mm 時,可採用焊接或法蘭連接。連接後,均不得 減小管路的通水橫斷面面積。 2.採用螺紋式連接應符合下列要求: (1)管宜採用機械切割割面不得有飛邊、毛刺;管螺紋密封面應符合國

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家現行標準《普通螺紋基本尺寸要求》、《普通螺紋公差與配合》、《管 路旋入端螺紋尺寸系列》的有關規定。 (2)加工的管子螺紋密封面應完整、光滑,不得有缺絲或斷絲,尺寸偏 差應符合標準要求; (3)彎頭上不得採用補芯;管路變徑時,應避免採用補芯,如必須採用補 芯時,三通上只能用一個,四通上不超過兩個。公稱直徑大於 50mm 的管路上不得採用活接頭; (4)螺紋連接的密封填料應均勻附著在管路的螺紋部分,擰緊螺紋時, 不得將密封材料擠入管內,連接後,應將外部清理乾淨。 3.採用焊接式連接應符合下列要求: 符合國家現行標準《工業管路工程施工及驗收規範》、《現場設備工 業管路焊接工程施工及驗收規範》的有關規定,並應滿足下列要求: (1)焊工應取得合格資格; (2)管路焊接接頭的坡口型式、尺寸及組件的選用,均須考慮保證焊接 品質和減少焊接變形,並應盡可能做到填充金屬沙,並防止焊料進 人管內壁; (3)管路變徑處的管徑差,若大於 50mm 時,應採用異徑管件,同心異徑 管兩端中心應重合,如不重合時其偏心值應不大於大端外徑的 1%, 且不大於 5mm; (4)焊接三通的支管垂直偏差應不大於高度的 1%,且不大於 3mm; (5)焊接彎頭的周長偏差不超過±4mm,端面與中心線的垂直偏差不應大 於管材外徑的 1%,且不大於 3mm; (6)焊接完畢,應清除管路上溶渣及其它焊接殘留雜質,並應對接縫進 行外觀檢查,不允許焊接縫表面有裂縫、氣孔、夾渣、熔合性飛濺、 咬邊、凹陷、接頭坡口錯位等。管路安裝應符合設計要求,管路中心 與建築結構的最小距離應符合表 2-2 的規定。 管路應固定在建築的構件上,支撐點應能承受充滿水時的管重再別 加 114kg 附加荷載。管路固定採用管路支、吊架和防晃支架,管路支架 或吊架的間距等資料可參閱標準如表 2-3。

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表 2-2 管路的中心線與梁、柱、樓板的最小距離 公稱直徑 (mm) 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 距離(mm) 40 40 50 50 70 80 100 125 150 200 (資料來源: GB50261-2005) 表 2-3 管道支架或吊架之間的距離 公稱直徑 (mm) 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 300 距離(mm) 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 6.0 6.5 7.0 8.0 9.5 11 12 (資料來源: GB50261-2005) 管路穿過建築物的變形縫,兩建築物之間應設置柔性接頭。 管路的焊接處、埋地的管段均應採取防腐措施。管路一般不宜敷設 在有腐蝕性介質的地方。如必須敷設時,對管段必須作特殊防腐保護處 理。 地上的消防管路應塗以紅色或紅色環道,以區別其他管路。 管路在安裝和敷設中斷時,應用塞子或管堵將敞口封閉。繼續施工 時再打開,防止異物進入管路。 系統排水措施應滿足下列要求: (1)管路橫向安裝宜有 0.002~0.005 的坡度,坡向排水管; (2)若系統少於 5 只噴頭,應在管路低凹處,裝設螺紋堵頭排水口; 當系統噴頭多於 5 只時,宜裝帶有排水閥的排水管。排水管的管徑見下 表。 (三)噴頭安裝 噴頭安裝應在系統管路經過試壓、沖洗合格後進行。安裝噴頭所需 的彎頭、三通等宜採用專用管件,安裝過程中,不得對噴頭進行拆裝、 改動,也不得加任何裝飾性塗層或外套。 噴頭的安裝應採用生產廠配備的專用扳手。嚴禁利用噴頭的框架施 擰,發現噴頭的框架、迴水板變形或釋放原件損傷應更換噴頭。當噴頭 需要更換時,更換上的噴頭應與原噴頭規格、型號相同。

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當使用噴頭的孔口小於 9.5mmn(3/8in )時,在配水幹管或配水管上 應安裝濾水器。 噴頭安裝時,應按設計規範要求確保迴水板與天花板、門、窗、洞 口和牆面的距離。 當噴頭的安裝,迴水板高於附近梁底、通風管路腹面或短牆、隔壁頂時, 噴頭與這些障礙物的距離應符合設置標準的規定。 (四)自動警報逆止閥組安裝 自動警報逆止閥安裝應具備下列條件: 1.自動警報逆止閥的銘牌、規格、型號應符合設計圖紙要求; 2.自動警報逆止閥組合體配件完好齊全;閥瓣啟閉靈活、密封性好,閥 體內清潔無異物堵塞; 3.系統的主要管路已安裝完畢。 自動警報逆止閥組安裝應先安裝主閥體,其與配水幹管的連接,應 保證水流方向一致,再進行自動警報逆止閥輔助管路的連接。自動警報 逆止閥組應安裝在明顯而便於操作的地點,距地面高度一般為 lm 左右。 兩側距牆不小於 0.5m,正面距牆不小於 1.2m。安裝自動警報逆止閥組 的室內地面應採取排水措施。 警報閥輔助件的安裝應符合下列規定: 1.壓力錶應安裝在自動警報逆止閥前後便於觀測的位置; 2.自動警報逆止閥組應安裝壓力開關、(水力)警鈴; 3.安裝水力警鈴檢測閥,自動警報逆止閥啟閉動作檢測閥,自動警報 逆止閥進水控制閥等; 4.排水管和試驗閥應安裝在便於操作的位置; 5.水源控制閥應便於操作,且應有明顯開閉標誌和可靠的鎖定設施。 濕式自動警報逆止閥的安裝 濕式自動警報逆止閥的安裝應符合下列要求: 1.應確保自動警報逆止閥前後管路中能順利充滿水,壓力波動時(水 力)警鈴不發生誤報警; 2.警報水流通路上的過濾器應安裝在延遲箱前,且便於排渣操作的位 置。

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乾式警報逆止閥的安裝 乾式警報逆止閥組應安裝在不發生冰凍的場所,其安裝應符合下列 要求: 1.安裝完成後在警報逆止閥內氣室側注人高度為 50~100mm 清水,以 保證密封性; 2.安裝調整好空壓機等氣流設備,管路中自動充有壓縮空氣;充氣連 接管應不小於Φ15mm,應在乾式閥充注水位以上部位接入系統;充 氣連接管上應安裝止回閥和截止閥; 3.管路容積大於 1500L 時,應在乾式閥附近安裝加速排氣裝置;且應 有防止水進入加速排氣裝置的措施; 4.管路中裝有可靠的排水裝置; 5.乾式閥及供水管路應防止冰凍及機械性損傷; 6.供氣壓力應按產品的技術要求來確定,或按乾式閥開啟的計算壓力 再加 1.4x104 Pa 計算。開啟壓力應以系統供水的正常最高水壓為依 據; 7.在氣源與乾式閥之間應裝安全排氣閥,當系統氣壓超過最大值 3xl04 Pa 時,應自動釋放壓力; 8.在系統的配水幹管一側應安裝低氣壓預警報裝置; 9.在下列部位應安裝壓力錶: (1)乾式閥充水一側和充氣一側; (2)空壓機的氣泵和儲氣罐上; (3)供氣管路; (4)排氣器和加速器上。 10.氣源設備的安裝應符合設計要求和國家現行有關標準的規定。 (五)一齊開放閥的安裝 一齊開放閥的安裝應符合下列要求: 1.預動式系統一齊開放閥之後的管路若平時充氣,參照乾式警報逆止 閥安裝的有關要求執行; 2.一齊開放閥的開啟控制裝置必須安全可靠; 3.一齊開放閥的開啟無論是用電動、傳導管啟動或手動,其傳導管路

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的安裝均參照濕式系統進行; 4.一齊開放閥安裝時,其配套觀測儀錶和操作閥門,應便於觀測和操 作; 5.一齊開放閥的手動開啟裝置宜設在火災時較安全的位置,並便於操 作; 6.安裝完後,應對其操作機構和傳動裝置作必要的調整,使其動作靈 活、指示準確。 (六)系統附件的安裝 水力警鈴應裝在公共通道或值班室附近的外牆上,且應安裝檢修、 測試用閥門和通徑 20mm(3/4in)的濾水器。警鈴和自動警報逆止閥的連 接應採用鍍鋅鋼管,當通徑為 15mm 時,其長度不大於 6m;當通徑為 20mm 時,其長度不應大於 20m;水力警鈴安裝應確保其啟動壓力不小於 4.9x104 Pa; 警鈴連接管必須暢通、無銹蝕,水輪轉動靈活。 水流指示器的安裝應符合下列要求: 1.在管路試壓沖洗後,方可安裝。一般應豎直安裝在分區控制閥後面 的水平管路上; 2.水流指示器的漿片、膜片應垂直於管路,其動作方向應和水流方向 一致。 3.安裝後的水流指示器漿片、膜片動作靈活,不允許與管壁有任何摩 擦接觸,且要求無滲漏。系統中的信號閥應靠近水流指示器前安裝, 且與水流指示器間距不小於 300mm。排氣閥應在管路系統試壓沖洗 後,安裝於立管頂部或配水幹管的末端,且不應有滲漏。 系統中安裝的控制閥包括閘閥、蝶閥等型號、規格、安裝部位應符 合設計圖紙要求;安裝方向正確,閥內清潔無堵塞、無滲漏; 系統中的 主要控制閥必須安裝啟閉指示。 節流裝置和減壓孔板安裝應符合下列要求: l.安裝在公稱通徑不小於 50mm 的水平管段上; 2.孔口直徑不應小於所在管段通徑的一半; 3.孔板安裝在水流轉彎處下游一側的直管上,與彎管的距離不小於所 在管段通徑的兩倍。

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壓力開關應豎直安裝在水力警鈴的信號管路上,並不允許在安裝中 拆動。 末端試水查驗裝置安裝在系統管路末端或分區管路末端處。 三、美國 NFPA 13 相關規範 自動撒水設備撒水頭之放水壓力,依我國設置標準規定為 1kgf/cm2 以上(14.2psi),10kgf/cm2

以下(142psi);美國 NFPA13 則規定 15psi 以 上,並未有最高壓力規定。但是為防止管線高振動造成偏移而影響放水 性能,故有吊架(hanger)及支撐(brace)之設置要求。 管線固定採用管路支架或吊架的間距等資料如下表 2-4。例外情形, 當撒水頭配置間距小於 1.8m 時如圖 2-4 所示,吊架間距 3.7m 以下,此 外,避免動作撒水頭影響相鄰撒水頭正常動作性能,增設擋板(baffle) 以及間距 1.8m 以上時 (壓力 7kgf/cm2 上下區分 X,Y 值)。 支管末端向下型撒水頭固定管路支架可用之吊架型式如下圖 2-2, 至於常用之吊架形式如下圖 2-5 所示。 表 2-4 吊架之最大間距單位(ft-in) 管線公 稱尺寸 (in) 3/4 1 1-1/4 1-1/2 2- 2-1/2 3 3-1/2 4 5 6 8 一般 鋼管 - 12-0 12-0 15-0 15-0 15-0 15-0 15-0 15-0 15-0 15-0 超薄 鋼管 - 12-0 12-0 12-0 12-0 12-0 12-0 - - - - - 銅管 8-0 8-0 10-0 10-0 12-0 12-0 12-0 15-0 15-0 15-0 15-0 15-0 CPVC 管 5-6 6-0 6-6 7-0 8-0 9-0 10-0 - - - - - 聚丁烯 管(鐵管 尺寸) - 3-9 4-7 5-0 5-11 - - - - 聚丁烯 管(銅管 尺寸) 2-11 3-4 3-11 4-5 5-5 - - - - - (資料來源: 林文興)

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圖 2-1 撒水頭與吊架之間距 (資料來源: NFPA13) 表 2-5 撒水頭與吊架之間距 距離 管徑(材) X Y 25A(1in) 0.9m(36in)以下 大於 0.9m 32A(1-1/4in) 1.2m(48in)以下 大於 1.2m 40A(1-1/2in) 1.5m(60in)以下 大於 1.5m 壓力超過 7kgf/cm2(100psi)時(不分管徑大小) 鋼管 305mm(12in)以下 大於 305mm 銅管 152mm(6in)以下 大於 152mm (資料來源: NFPA13)

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圖 2-2 支管末端向下型撒水頭可用之吊架型式 表 2-6 支管末端向下型撒水頭可用之吊架間距 A 支管用 U 型吊架 可調式 U 型連接環吊架 B 包覆式 U 型吊架 管徑 “D” C 支管可調式吊架 1in 1/8in D 側樑可調式吊架 1-1/4in E 支管可調式螺紋夾 1-1/2in F U 型連接環吊架 2in 1/4in G 可調式旋轉環吊架 2-1/2in (資料來源: 林文興)

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圖 2-3 常用之吊架型式 (資料來源: 林文興)

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消防撒水設備系統之立管或主管所採用支撐(Brace),有二方向支 撐及四方向支撐兩種,依其功能及擺動方向分為縱向與側向支撐,常 用之支撐構造如下圖 2-4 所示。

圖 2-4 常用支撐構造 (資料來源:John Bryan)

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第二節 水系統滅火設備功能查驗方法

一、我國相關標準與基準

(一)竣工管系試壓 依據各類場所消防安全設備設置標準對於水系統滅火設備規定應 進行管系試壓,如第 33 條、第 39 條規定,室內、室外消防栓設備之消 防立管管系竣工時,應做加壓試驗,試驗壓力不得小於加壓送水裝置全 閉揚程一點五倍以上之水壓。試驗壓力以繼續維持二小時無漏水現象為 合格。第 45 條、第 62 條規定,自動撒水設備、水霧滅火設備等竣工時, 應做加壓試驗,測試方法比照室內消防栓進行,但密閉乾式管系應併行 空氣壓試驗,試驗時應使用空氣壓力達到每平方公分 2.8 公斤(0.28MPa) 之標準,其壓力持續 24 小時,漏氣減壓量應在每平方公分 0.1 公斤 (0.01MPa)以下為合格。 (二)設備查驗 依據內政部 91 年 7 月令頒消防機關辦理建築物消防安全設備審查 及查驗作業基準,詳細規範消防安全設備竣工查驗之行政作業流程,以 及各項設備之測試方法及判定要領。其中水系統滅火設備相關查驗項目 如下: 1.室內消防栓設備功能查驗項目 (1)外觀試驗 水源、加壓送水裝置、啟動裝置、配管閥類、電源、消防栓等。 (2)性能試驗 加壓送水裝置試驗、配管耐壓試驗等 (3)綜合試驗 放水試驗(同時放水、個別放水)。 詳細測試項目,種類內容如表 2-7 所示

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