消防防火工程(930401)

2019/9/19防火與消防工程王國光消防設備師消防設備師(士)訓練班中華民國94年10月5日2019/9/19王國光消防設備師73年中原大學機械系75年國立清華大學動力機械碩士(熱流組)79年國立清華大學動力機械工學博士83年冷凍空調技師高考及格85年消防設備師特考及格中原大學機械系兼任副教授(79-92年)台灣警察專科學校消防安全科兼任副教授國立交通大學產業安全與防災碩士班兼任副教授2019/9/19火災案例(一)火災案例：台中市衛爾康西餐廳火災案1.時間：84年2月15日2.地點：台中市中港路一段52、54、56號3.死傷人數：死亡人數64人受傷11人4.火災概要：台中市台中港路一段52、54、56號之衛爾康餐廳，由於瓦斯外洩迅速燃燒，同時引燃室內可燃性裝潢材料，火勢一發不可收拾，又適逢當時為用餐人潮聚集時間，而且起火位置又在靠正面的主樓梯旁，造成內部人員避難逃生不及，共有64人死亡，11人受傷。2019/9/19火災案例(二)火災案例：桃園縣永興樹脂塗料工廠火災爆炸案1.時間：85年10月7日2.地點：桃園縣蘆竹鄉南山路三段17巷12號3.死傷人數：死亡人數10人(消防人員3人、義消3人、民眾4人)輕重傷共計：47人(消防人員4人、義消6人、民眾37人)4.火災概要：起火現場存放大量易燃物品及接著劑，發生火警後，引起連續爆炸，並延燒廣鑫等鄰近六家工廠，致火勢一發不可收拾。2019/9/19火災案例(三)火災案例：東方科學園區大樓A,B,C棟1.時間：90年5月12日凌晨四時起延燒43小時2.地點：台北縣汐止鎮東方科學園區大樓3.損失：財務損失約100億4.火災概要：A棟三樓起火，撲滅後於十六樓復燃，因防火區劃被破壞再延燒至B,C棟，復因自動撒水設備故障無法動作，以致延燒43小時，造成重大財務損失。2019/9/19火災案例(四)火災案例：南韓大邱市地鐵縱火案1.時間：92年2月18日上午9:552.地點：南韓大邱市3.死傷人數：死亡人數134人，99人失蹤，至少136人受傷(正確人數尚在統計中)4.火災概要：一名精神病患在地鐵車廂內以油類縱火，造成兩班列車共十二節車廂起火，地鐵站電力受火災影響而自動斷電，車廂也因斷電而無法開啟，因而造成慘重的人員傷亡。2019/9/19台灣地區83-92年火災次數統計表0200040006000800010000120001400016000180002000083年84年85年86年87年88年89年90年91年92年2019/9/1902004006008001000120083年84年85年86年87年88年89年90年91年92年人數受傷人數死亡人數台灣地區83-92年火災人員傷亡統計表2019/9/19台灣地區83-92年火災財物損失統計表02040608010012014016018083年84年85年86年87年88年89年90年91年92年財產損失(億)2019/9/19台灣地區83-92年火災原因統計表瓦斯漏氣或爆炸1%燈燭1%人為縱火7%爐火烹調7%敬神掃墓祭祖4%菸蒂19%電器設備23%機械設備8%玩火2%燒雜草垃圾28%2019/9/19燃燒與滅火基本原理燃燒與滅火基本原理燃燒條件方法名稱滅火原理滅火方法可燃物(固液、氣、體)拆除法搬離或除去可燃物將可燃物由火場搬離或自燃燒的火燄中除去助燃物(氧)窒息法除去助燃物排除隔絕或稀釋空氣中的氧氣熱能冷卻法減少熱能使可燃物的溫度降低到燃點以下連鎖反應抑制法破壞連鎖反應加入能與游離基結合的物質以破壞或組阻礙連鎖反應2019/9/19燃料連鎖反應空氣(氧)點火源(熱)火災四邊形氣體燃料－可燃性氣體爆炸範圍氣體爆炸範圍(%)爆轟範圍(%)氣體爆炸範圍(%)爆轟範圍(%)乙炔2.5-81.04.1-50.0(空氣)甲烷5.3-14.03.2-37.0(氧氣)乙炔2.5-81.03.5-92.0(氧氣)乙烷3.0-12.5－氫氣4.0-75.018.3-59.0(空氣)丙烷2.2-9.5－氫氣4.0-75.015.0-50.0(氧氣)丁烷1.9-8.5－乙醚－2.8-4.5(空氣)氰化氫6.0-41.0－CO12.5-74.23.8-90.0(氧氣)氨16.0-25.0－例：甲烷－氧，甲烷濃度33.3%(vol)時，爆轟速度2146m/s2019/9/19建築物火災燃燒成長過程•初期•成長期(GrowthDevelopmentPeriod)•閃燃(FlashOver)發生後即無逃生機會•燃燒期或旺盛期(BurningPeriodorFullyDevelopmentPeriod)•衰退期(DecayPeriod)2019/9/19火災成長趨勢圖溫度引燃成長期旺盛期衰退期時間火災行為人類行為偵測主動式控制被動式控制受燃料影響逃生熱/煙偵測器灑水系統/消防隊/煙控易燃性/火燄傳播受通風影響死亡外部火/煙消防隊防火材/區劃/其他閃燃防焰材料耐燃材料防火材料2019/9/19火災時的安全對策（防火對策)概可分為三大基本工作策略項目，亦即(1)火災預防(2)火災控制(3)避難救助因此，在防火對策上應儘量朝四方面努力，亦即(1)防止起火（預防失控燃燒狀況發生）(2)延緩或防止室內延燒及向外擴大(3)減低煙毒氣體生成量(4)確保火災時避難救助行動的安全性、有效性2019/9/19防火手段可區分為•主動式防火(Activefireprecaution)以消防安全設備為主，是隨著建築物本體的規模、複雜程度變大而賦予之強化措施。•被動式防火(Passivefireprecaution)以材料、構件、構造為主，是建築物防火安全設計的基本措施2019/9/19防火安全區劃功能目標及其構成部件區劃類型區劃之功能目標區劃構成防火區劃以防止火焰擴大及侷限延燒範圍為目標。要求具有一定時間以上之耐火性（主要為遮焰性），亦可兼具遮煙性（兼防煙區劃）。以耐火構造之牆壁、樓梯、防火門構成為原則。防煙區劃為控制煙的擴散及流動而設置的區劃，並不須要求如同防火區劃一般的遮焰性，但須要求遮煙性。一般被認定為與防火區劃或安全區劃不同之垂壁(curtain)區劃。以具有氣密性不燃材料構成區劃為原則。固定垂板（壁）或活動板（幕、捲簾皆可採用）避難安全區劃為確保人員避難安全而必須防止火陷、煙氣侵入避難通路及提供遮熱性保護所設置的區劃。依循避難的通路，走廊、大廳、附室等以不燃區劃構成。以具有某程度耐火性、氣密性之耐火材料構成區劃為原則。2019/9/191.面積區劃（或分區區劃）一定樓板面積(1500m2)以內實施之防火(煙)區劃，用以防止火災之火焰及煙之大範圍擴大，通常以防止水平方向之延燒及煙流動為目的，亦即在一定較大面積之樓層做分區區劃，使發生火災區域與同樓層之其他區域隔離。2.層間區劃（或樓層區劃）為防止火災向其他樓層，特別是向上樓層延燒擴大，在各樓層所設定之區劃。此層間區劃之構成，以樓地板層（防止室內向其他樓層之延燒）及外壁拱肩牆、屋簷等（防止自建築物周圍向其他樓層之延燒）為基本構造。一般要特別注意，殘留在樓地板內埋設錯誤的給(排)水管、電線(纜)管等管路，可能成為火災區劃疏於保護之處。2019/9/193.豎道區劃（垂直區劃）樓梯間（含電梯、電扶梯、物梯）、排煙道、豎井（垂直管道間）等非水平樓板區劃部份皆可視為豎道區劃。由於垂直動線空間，在火災時容易形成火焰傳播及煙氣擴散的通道，所以應特別慎重加以區劃，另外構成建材為防火構造或以不燃材料建造的牆壁為原則，並配合使用甲種或乙種防火門。垂直通道中熱氣流擴散速率遠高於水平通道者，倘被煙氣竄進，常會成為煙氣遠距離擴散之途徑，因此應特別注重區劃之完整性、閉合性。4.使用區劃（異種用途區劃）在同一建築物內兩種以上不同使用方式及管理形態的空間同時存在時，為防止危險相乘應予以區劃。起火危險及延燒危險性較高的部分須與其他部分隔離，又避難者較多時可能造成避難混亂的場所亦須與其他部分隔離加以保護。另其構成部材為防火構造或以不燃材料建造，及開口部使用甲種防火門。2019/9/19火災延燒之可能途徑依據國際標準化組織防火安全技術委員會(ISO/TC92)之最新防火安全工程技術報告草案(ISO/DTR13387)，起火居室，可歸納整理成下列12種類型：1.穿越牆壁延燒2.穿越開口部延燒3.越過屋頂上方延燒4.透過屋頂內部延燒5.由天花板上方空間延燒6.穿越樓板下方空間延燒7.藉由水平或垂直風管延燒8.藉由垂直管道間（升降機道、樓梯間）延燒9.穿越樓板延燒10.經由窗戶延燒11.透過建築物立面(Façade)內側延燒12.經由建築物立面表面延燒2019/9/192019/9/19滅火器—初期滅火的消防器材•乾粉滅火器•二氧化碳滅火器•海龍滅火器•泡沫滅火器2019/9/19緊急照明燈—輔助逃生的消防器材•火災停電時自動照明•有效照明時間至少30分鐘•雙燈泡式•PL燈管式2019/9/19標示設備—輔助逃生的消防器材•平時或緊急時指引逃生路徑•有效照明時間至少30分鐘出口標示燈避難方向指示燈2019/9/19火警自動警報系統—火災初期預警的消防器材•P型與R型受信總機•差動式探測器•定溫式探測器•偵煙式探測器P型一級受信總機火警綜合盤2019/9/19避難設備—火災中逃生用消防器材緩降機避難梯2019/9/19避難設備—火災中逃生用消防器材直降式救助袋斜降式救助袋2019/9/19室內(外)消防栓系統—火災初期用消防器材•火災初期自行搶救用•第一種室內消防栓•第二種室內消防栓加壓用消防泵浦組2019/9/19自動撒水系統—自動撲滅火災最有效的系統•常用型態為密閉濕式•系統正常時滅火效果可達98%以上2019/9/19各種撒水頭撒水頭構造感溫玻璃球式撒水頭破裂作動過程2019/9/19水霧滅火系統—用於防護電器設備的系統各種水霧噴頭水霧系統圖2019/9/19泡沫滅火系統•用於油類火災(B類)•常用於儲油槽與汽車停車場泡沫噴頭泡沫滅火系統放射情形2019/9/19二氧化碳滅火系統•低壓式(大區域防護用)•高壓式(小區域防護用)高壓系統鋼瓶2019/9/19海龍替代品類型種類替代品氣體替代品鹵碳化合物氟氯碳化合物HCFCFE-241,NAFS-III氟碳化合物HFCFM-200,FE-25,FE-13全氟化合物PFCPFC-410氟碘化合物FICFIC-13I1惰性氣體N2IG-10ArIG-01N2/Ar混合IG-55N2/Ar/CO2混合IG-541水氣霧系統單流低/中壓系統單流高壓系統雙流系統粉末氣膠氣膠狀態藥劑2019/9/19國內目前通過審查之鹵碳化合物海龍替代品的比較名稱Halon1301FM-200FE-13NAFS-IIIPFC-410化學式CF3BrCF3CHFCF3CHF3HCFCblendACHCl2CF3:4.75%CHClF2:82.0%CHClFCF3:3.75%C4F10環境影響ODP10000.00360溫室效應560029001170014507000大氣滯留時間(年)6531~42264122600安全性LC50*80%80%65%64%80%NOAEL**5.0%9.0%50%10%40%LOAEL***7.5%10.5550%10%40%設計濃度5%7%16%11.9%6%熱分解物皆會生成具腐蝕性、毒性的HF氣體系統比較儲存壓力(psi@21C)360360609360360藥劑儲存體積比(vs海龍)11.62.22.01.7替代對象Halon1301Halon1211Halon1301Halon1301Halon13012019/9/19名稱缺點優點FM-200溫室效應ODP=0,LC5080%低壓系統藥劑儲存體積最低（與海龍比較）適用於人員長駐區FE-13溫室效應高大氣滯留時間長ODP=0適用於人員長駐區NAFS-III溫室效應ODP=0.00362020年停產PFC-410溫室效應ODP=0LC5080%低壓系統適用於人員長駐區國內目前通過審查之鹵碳化合物海龍替代品優缺點比較201