中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

一、研究緣起：
依國內107年10月17日修正《各類場所消防安全設備設置標準》第17條應設置自動撒水設備場所之規定中，對於第12條之部分各類使用場所要求設置自動撒水設備；而12條第一項第九款所定場所，其樓地板面積合計未達1,000m2者，得設置水道連結型自動撒水設備或與現行法令同等以上效能之滅火設備。但對於同等以上效能之評估，因目前國內尚未有明確的滅火效能相關規範及評估標準，雖以藉由相關研究得知，所有的水滅火系統均能有效控制火勢，但各種系統之間，仍缺少相關基準以供判定滅火效能。因此，本研究團隊將參考國外水滅火設備之撒水頭燃燒試驗等規範與標準，進行文獻蒐集與比較分析，提供未來國內設置相關測試基準之依據。
去年度已進行全尺度居室火災探測及滅火設備之實驗與驗證分析研究。於實驗過程中發現，偵煙探測器偵知火災的反應時間比撒水頭熔斷時間快，故藉由偵煙探測器偵知火災後連結啟動開放式自動撒水設備，其啟動時間快於密閉濕式自動撒水設備。同時由去年度研究之初期評估得知，若將水道連結型自動撒水設備由密閉濕式系統改為開放式系統，可在火災初期以偵煙探測器偵知火災後即刻作動，且所有撒水頭皆會同時撒水，可快速抑制火勢並降低室內溫度與有害氣體濃度，於降溫、降低有害氣體濃度、降低濃煙遮蔽率等實驗量測項目上，效果優於密閉濕式。
本研究將延續去年度之實驗結果，進一步探討水自動滅火系統撒水對於居室空間有害氣體濃度變化之影響與評估開放式撒水系統啟動時機之滅火效果，研究成果亦可應用及推廣至目前尚未設置水滅火系統的防火區劃空間，例如：低層住宅空間、小型安養機構、醫院小型空間、低層部小型商業空間等，加強該空間防火安全。但開放式系統主要動作流程係平時管內無水，作用時由探測器自動啟動或經由手動操作啟動，整個放水區域同時撒水，此種滅火方式勢必造成較大的水損傷害。若長照機構裝設開放式系統且誤動作時，恐有造成財產損失與住民傷害之虞。舉例說明，假設機構內部無法自主行動或需仰賴供氧設備之住民，若受開放式系統誤動作撒水，則可能影響其供氧設備運作或致使住民因水嗆到，恐非相關業者所能承擔之責任，故開放式撒水系統啟動時機至關重要，需要進一步分析、探討。
二、研究方法與過程：
水自動滅火設備之同等滅火效能評估基準之訂定可行性，為現今主要的課題也是本研究目的之一。我國《密閉式撒水頭認可基準修正規定》所規定的試驗項目有耐洩漏、環境溫度、衝擊、裝配載重、框架永久變形量、易熔元件之強度、玻璃球之強度、釋放機構之強度、振動、水鎚、腐蝕、動作、感度熱氣流感應、放水量…等。與其他各國撒水頭試驗項目之最大差異，主要在於我國與日本僅進行撒水分布試驗，而美國與中國除撒水分布試驗外，還針對撒水頭進行燃燒試驗。燃燒試驗主要為驗證相同燃燒物的情況下，不同撒水系統之滅火效果，當不同撒水系統撲滅相同燃燒物，便可判定其具備同等滅火效能。故本研究團隊引用國外撒水頭燃燒試驗相關規範及標準，進行文獻蒐集與比較分析，提供未來國內設置相關測試基準之參考依據。
去年度研究已初步證實當水道連結型自動撒水設備若為開放式系統，在降溫、降低有害氣體濃度、降低濃煙遮蔽率等實驗量測項目上，效果可能優於密閉濕式。故本研究團隊將深入探討水自動滅火系統撒水對於居室空間有害氣體濃度變化之影響，以及評估開放式撒水系統啟動時機之滅火效果。計畫實施上，本研究方法主要以「文獻蒐集與分析」、「實測研究」為主，茲分述如下：
(一)文獻蒐集與分析
本研究團隊參考國外撒水頭燃燒試驗等相關規範與標準，進行文獻蒐集與比較分析，提供未來國內設置相關測試基準之依據，並可作為各水自動滅火設備之間，同等滅火效能評估之判斷基準。
(二)實測研究
預計於雲林科技大學實驗場進行全尺寸實驗，用以評估密閉式自動撒水設備若改以開放式系統設計之滅火效果，並加以整理開放式撒水系統之啟動時機與滅火效果。
三、重要發現：
1.我國與其他國家(中國、美國)進行的撒水頭試驗之最大差異在於除撒水頭機能檢測、撒水分佈測試外，還增加一個項目：燃燒試驗。本研究團隊針對【UL1626】與【ISO6182-10】之國外水滅火設備的撒水頭燃燒試驗相關規範及標準中的燃燒試驗內容，進行文獻比較與分析，作為未來我國設立滅火效能評估基準之參考。
2.在本研究全尺寸實驗空間與設計實驗條件下，依據實驗結果與實驗觀察，水道連結型自動撒水設備改設為開放式系統，無論是由光電或定溫探測器作為連結，皆具控火效果(有抑制火勢但無完全滅火)；細水霧自動撒水設備、一般型自動撒水設備改設為開放式系統，無論是由光電或定溫探測器作為連結，皆具控火效果且皆能完全撲滅火源。
3.利用火警探測器並連動水自動滅火設備，可在短時間內抑制火勢、降低室內溫度、有害氣體濃度，且居室內人員若認為有需要或已救援完成，可藉由手動啟動裝置自行提早啟動開放式水道連結型自動撒水設備。
4.當開放式系統係連結光電式局限型偵煙探測器(一種)者，因偵知啟動時間較早，故室內有害氣體濃度降低比例較高(有害氣體濃度約降低64~95%)。而開放式系統係連結定溫式局限型偵熱探測器(一種)者，其偵知反應時間較晚，可提供人員較充裕的逃生時間，避免過早作動撒水而延緩逃生速度。因此，及早啟動撒水設備雖有助於抑制火災、降低室內有害氣體濃度，但可能造成人員避難與救助上的障礙；延後啟動撒水設備雖可延遲因撒水而造成人員避難與救助障礙的時間，但仍需確保火勢仍在控制範圍中。
5.若預計設置開放式撒水系統之場所，其規劃重點為：
(1)若要求盡早控制火勢避免災害擴大，可考量設置開放式撒水系統以光電(一種)連動啟動，此設置方式較適合設置於無人員常駐之場所(如：機房、儲藏室等)，但如有人員需進行避難，建議仍需考慮初期避難時撒水之影響。
(2)開放式撒水系統以定溫(一種)連動啟動者，相較於以光電(一種)連動啟動者，因撒水作動時間延後，故溫度、CO與CO2濃度等環境條件較差。然而根據實驗結果，在本研究全尺寸實驗空間(30m2)與微火源的情境設定下，在撒水設備啟動後仍有控制火勢或滅火的現象。但此種設置方式，較適合設置在居室內部有大量行為弱勢者的場所(如：安養機構、醫院等)，或需提供較充裕人員避難與救助時間需求而延後撒水之特定場所。
(3)若為爭取無自主避難能力住民之救援時間，避免因過早啟動撒水而影響救援行動而設置開放式撒水系統並採定溫(一種)連動啟動者，為使能在火災初期及早偵知到火災發生，該空間仍需設置光電(一種)探測器。
四、主要建議事項：
建議ㄧ
立即可行之建議：建立撒水設備撒水頭滅火性能之驗證方式
主辦機關：內政部消防署
協辦機關：內政部建築研究所、財團法人消防安全中心基金會、財團法人中華民國消防技術顧問基金會
依據《各類場所消防安全設備設置標準》第17條規定：「未達1000 m2場所得設置水道連結型自動撒水設備或與現行法令同等滅火效能之滅火設備…」，本研究已針對【UL1626】與【ISO6182-10】之國外水滅火設備的撒水頭燃燒試驗相關規範及標準中的燃燒試驗內容，進行文獻比較與分析，建議後續研究可參考其內容並建立全尺寸實驗模型，作為未來我國設立撒水頭滅火性能之參考
建議二
立即可行之建議：進行居室內物品產生火勢蔓延或複合型燃燒物等實驗變數之空間危害氣體濃度全尺寸實驗
主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、內政部消防署
本研究為求燃燒物定性且定量，且必須為易燃物，故所使用的燃燒物均採用同樣材質與規格之泡棉床墊。每次實驗燃燒一張同規格床墊，其燃燒過程中CO2生成量有限，此外實驗中並不考慮火勢蔓延或複合型燃燒物等實驗變數，故實驗過程中產生的CO、CO2濃度較低，但實際火災燃燒物組成十分複雜，非僅一張床墊所能代表，居室空間危害氣體濃度仍有深入討論之重要性，建議後續研究可將火勢蔓延或複合型燃燒物等實驗變數納入。