109 消防設備人員高等考試 消防設備師 水系統消防安全設備 考古題詳解

核心觀念

本題考查《各類場所消防安全設備設置標準》第 36、37 條所定室內消防栓設備的水源容量與消防幫浦規格，以及幫浦出力和防止水溫上升用排放裝置流量的計算。以下以命題當年（民國 109 年）法規為準。

第 2 種室內消防栓的皮管長度為 $30\ \mathrm{m}$；幫浦出水量每支以 $90\ \mathrm{L/min}$ 計，若消防栓超過 2 支，則以 2 支計算。水源容量須供最多樓層的消防栓連續放水 20 分鐘；超過 2 支時，同樣以 2 支計算。

幫浦全揚程計算式為：

其中 $h_1$ 為消防水帶摩擦損失水頭、$h_2$ 為配管摩擦損失水頭、$h_3$ 為落差，$17\ \mathrm{m}$ 為規定的放水壓力水頭。

解題方法

（一）幫浦全揚程

皮管每 $100\ \mathrm{m}$ 摩擦損失 $25\ \mathrm{m}$，本題第 2 種室內消防栓皮管長度為 $30\ \mathrm{m}$，故皮管摩擦損失為：

代入全揚程公式：

（二）幫浦出水量

建築各層有 3 支第 2 種室內消防栓，但數量超過 2 支時，幫浦出水量以 2 支計算：

（三）水源容量

水源容量以 2 支消防栓連續放水 20 分鐘計算：

（四）幫浦設計出力

幫浦設計出力以水力功率除以幫浦效率計算：

核心觀念

本題考查密閉式撒水頭自動撒水設備的末端查驗閥：法規要求它設在最不利的末端位置，供人模擬撒水頭放水，檢查該配管系統是否能正常供水，以及末端是否有足夠放水壓力。

法規基準為民國 109 年《各類場所消防安全設備設置標準》第 56 條，以及當年適用的《消防安全設備測試報告書測試方法及判定要領》。後續檢修基準已調整，以下設置規定與測試判定均以命題當年法規為準。

位置示意圖

水源／消防泵浦
 │
 流水檢知裝置
 │
 ├──────── 配水管 ────────┬──────── 配水管
 │ │
 支管 A 支管 B（該層放水壓力最低、
 │ │ 距離最遠的支管）
 撒水頭 撒水頭 撒水頭 撒水頭
 │
 支管末端
 │
 一次側壓力表 ─ 查驗閥
 │
 二次側限流孔（同等撒水頭放水性能）
 │
 排水管至排水處

查驗閥裝在各層放水壓力最低之最遠支管末端；其一次側接壓力表，二次側設限流孔及排水管。

設置規定

依《各類場所消防安全設備設置標準》第 56 條，使用密閉式撒水頭之自動撒水設備，末端查驗閥應符合下列規定：

1. **管徑：**管徑在 25 毫米以上。
2. **數量與位置：**依各流水檢知裝置配管系統配置，並接裝在建築物各層放水壓力最低之最遠支管末端。
3. **附屬構件：**一次側設壓力表；二次側設有與撒水頭同等放水性能之限流孔。
4. **高度與排水：**距離地板面高度在 2.1 公尺以下，並附有排水管裝置。
5. **標示：**標明「末端查驗閥」字樣。

用途

末端查驗閥及其限流孔，模擬一個撒水頭開放放水。開啟查驗閥後，可檢驗最不利支管末端的供水壓力及放水狀況，並確認流水檢知裝置、警報與相關供水功能是否正常。

核心觀念

本題考查水成膜泡沫滅火藥劑的發泡倍率（膨脹比）與25% 還原時間。依泡沫滅火設備發泡倍率及 25% 還原時間測定方法，發泡倍率是泡沫體積與泡沫水溶液體積的比值；25% 還原時間則是泡沫還原出相當於泡沫試料所含水溶液量 25% 的液體所需時間。

發泡倍率測定使用容量為 $1{,}400\ \mathrm{mL}$ 的泡沫試料容器。泡沫試樣淨重為 $200\ \mathrm{g}$ 時，以水溶液密度約為 $1\ \mathrm{g/mL}$ 換算，其水溶液體積約為 $200\ \mathrm{mL}$。

解題方法

一、發泡倍率

因此，發泡倍率為 7 倍。

二、25% 還原時間

先求泡沫試料中水溶液量的 25%：

核心觀念

本題考查泡沫滅火設備的系統構成、泡沫生成流程，以及泡沫的滅火作用。依《各類場所消防安全設備設置標準》，泡沫設備可採固定式或移動式；固定式須依防護對象配置泡沫放出口，使泡沫能有效覆蓋防護區域。以下以命題當年（民國 109 年）法規為準；相關法規其後已有修正，考場作答仍以題目指定年度的規定與用語為準。

泡沫由水、泡沫原液及空氣形成：先將水與泡沫原液按規定比例混合成泡沫水溶液，再經發泡裝置吸入空氣，形成泡沫並放射至防護區域。典型固定式系統包括水源、加壓送水裝置、泡沫原液槽、比例混合器、配管、閥類、啟動裝置與泡沫放出口。

解題方法：系統昇位圖

作圖時依照「水源加壓 → 原液混合 → 管路送泡 → 防護區放射」排列設備，並畫出火災啟動與閥件控制關係。下圖為固定式泡沫設備的典型昇位示意；實際閥件配置依系統型式及設計而定。

 ┌────────────── 防護區 ──────────────┐
 │ 泡沫放出口／泡沫噴頭／泡沫頭 │
 │ ↑ ↑ ↑ │
 └────────┼───────┼───────┼───────────┘
 │ 支管 │ 支管 │
 └───────┴───────┘
 │
 泡沫配管（立管）
 │
 ┌───────────┴───────────┐
 │ 流水檢知裝置／警報閥 │
 │ 一齊開放閥（適用時） │
 └───────────┬───────────┘
 │
泡沫原液槽 ──原液管──→ 比例混合器 ←──加壓水── 消防泵
 ↑ ↑
 │ │
 水源（消防水池）────────┘

火災探測／手動啟動 ──→ 控制盤 ──→ 啟動消防泵及相關閥件