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建築研究簡訊第89期

  • 日期:104-09-22
業務報導黃建榮
防火用多孔管水膜產生裝置新型專利介紹

根據建築技術規則建築設計施工篇79 條規定,「防火構造建築物總樓地板面積在1500 平方公尺以上者,應按每1500 平方公尺,以具有一小時以上防火時效之牆壁、防火門窗等防火設備與該處防火構造之樓地板區劃分隔。防火設備並應具有一小時以上之阻熱性」。但如商場、展覽場等大型空間,若採用防火牆作防火分隔,則常造成使用與經營管理的障礙,因此防火鐵捲門被廣泛替代應用於各類建築物內,一旦火災發生時,可自動關閉,阻止火煙蔓延,成為建築設計中不可或缺的重要消防設施之一。

防火捲門為了收合的需要,大多以鋼製為主。就材料特性而言,僅具有遮焰效能,而不具有阻熱的功用。在火場中防火捲門雖然可以阻隔火勢擴展,但受到火場長時間加熱的影響,在火災中後期將會產生大量熱輻射,造成危害。因此,若需以防火捲門作為防火區劃之防火設備,則其阻熱性的問題必須列為首要克服的目標。目前市面上常見的防火捲門阻熱技術,主要有三類,分別為(1)於捲門門片上塗佈阻熱漆(2)使用多層不燃纖維布組成門片,(3)配合水系統,如水霧,達到阻熱之效果。惟塗佈阻熱漆捲門的成本遠高於一般鐵捲門約五倍左右,且塗膜常因捲門上下開關而容易脫落;而多層不燃織布的門片,其強度較一般鋼材門片低,重量增加數倍且無法以捲收方式收納,致體積較大;因此,第三類配合水系統的防火捲門便值得更進一步的研究。

由於水具有高蒸發潛熱特性,當其受熱達沸點時,便會蒸發成水蒸氣,並帶走大量的熱,因此在具有水膜沾濕的表面上,其表面溫度可維持在100℃以下。利用水霧噴頭裝設於防火捲門上方,提供防火捲門阻熱性能,利用水霧來控制防火捲門的背溫,目前於中國大陸已有此類商品推出,相關規範也在草擬中,我國也陸續有類似研究進行,惟這樣的新穎設計尚未普及。本所雖曾亦研究過利用細水霧、撒水系統噴頭裝設於防火捲門上方,提供防火捲門阻熱性能,然受限於噴頭水量乃制式規格,為克服噴水量及水箱體積大之問題,再於99年進行「水霧與防火捲門組合應用於防阻火災延燒效能研究」,本研究乃探討如何使用最經濟的水量應用於鐵捲門上達到最佳化防火性能提昇,主要利用多孔管水淋系統將冷卻水噴撒於鐵捲門的門片表面形成連續性的均勻水膜,成為建築體中防火區劃的一部份,當火災發生時,可利用本發明多孔管水膜產生裝置產生之均勻水膜,達到防火與保護生命財產的目的。

經由實驗證明,本裝置加熱時間達2小時(最高溫約1,010℃)期間內,表面最高溫皆可控制在100℃,完全符合CNS 14803之阻熱性規定(門片單點溫度未超過170℃且平均溫度未超過210℃),不僅僅可使用於一般建築物情況,亦能勝任使用於高熱釋量場所之防護,而由集水槽量測之用水流量最大減少量約35~50 L/min,確實滿足了合格防火阻熱性能及節水功能。

整體而言,本裝置具有3項特色:(1)連續水膜維持表面溫度不超過100℃,大幅提昇原有鐵捲門阻熱性能;(2)使用簡易多孔管供應水源,省下細水霧噴頭昂貴設備成本,且所需水量更低,經濟性佳;(3)防火阻熱時效可達至少2小時,且能應用於高火載量空間。本研究成果已於103年12月9日獲得經濟部智財局之新型專利(證書M496046號),將以技術轉移方式提供業界應用。