111 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

本題考兩項規定：依場所平常最高周圍溫度選擇撒水頭的標示溫度，以及密閉式撒水頭認可基準中的「動作溫度試驗」。

以下以命題當年（民國 111 年）法規為準，依《各類場所消防安全設備設置標準》第 48 條及當時《密閉式撒水頭認可基準》說明。現行認可基準已修正，解題仍依命題當年規定。

第 48 條依最高周圍溫度分級選擇標示溫度：

動作溫度試驗則是將撒水頭置於均勻加熱的液槽，緩慢升溫至撒水頭動作，確認實測動作溫度符合標示溫度允許範圍。

解題方法與各場所判定

依序將各場所最高周圍溫度與第 48 條分級比較，再依所選撒水頭的實際標示溫度決定動作溫度試驗使用水浴或油浴。

• **最高周圍溫度 $32^\circ\mathrm{C}$：**低於 $39^\circ\mathrm{C}$，應選標示溫度未滿 $75^\circ\mathrm{C}$ 的撒水頭。
• **最高周圍溫度 $45^\circ\mathrm{C}$：**落在 $39^\circ\mathrm{C}$ 以上、未滿 $64^\circ\mathrm{C}$，應選標示溫度 $75^\circ\mathrm{C}$ 以上、未滿 $121^\circ\mathrm{C}$ 的撒水頭。
• **最高周圍溫度 $60^\circ\mathrm{C}$：**同樣落在 $39^\circ\mathrm{C}$ 以上、未滿 $64^\circ\mathrm{C}$，應選標示溫度 $75^\circ\mathrm{C}$ 以上、未滿 $121^\circ\mathrm{C}$ 的撒水頭。

動作溫度試驗條件如下：

1. 將撒水頭放入溫度分布均勻的液槽。
2. 標示溫度未滿 $79^\circ\mathrm{C}$ 時，使用蒸餾水水浴；標示溫度達 $79^\circ\mathrm{C}$ 以上時，使用閃火點高於試驗溫度的適當油類油浴。

核心觀念

孔蝕（Cavitation）是指幫浦葉輪入口附近的液體壓力降至該液體的飽和蒸氣壓以下，液體局部汽化形成氣泡；氣泡隨液流進入較高壓區後迅速破裂，造成噪音、振動、流量與揚程下降，並可能侵蝕葉輪及泵殼。

淨正吸水頭分為：

• NPSHR（Required NPSH，必要淨正吸水頭）：特定幫浦在指定轉速、流量及液體條件下，為避免性能受孔蝕影響所需的最低吸入水頭，由製造廠試驗提供。
• NPSHA（Available NPSH，可用淨正吸水頭）：實際管路與水源能在幫浦吸入口提供的淨正吸水頭，由系統條件決定。

避免孔蝕的基本條件為：

工程設計時通常還會留有適當裕度，避免只在臨界值附近運轉。若 NPSHA 小於或接近 NPSHR，葉輪內的局部壓力容易低於液體蒸氣壓，便會發生孔蝕。

解題方法

本題從「幫浦需要多少吸入水頭」與「系統實際能提供多少吸入水頭」的比較切入：NPSHR 是幫浦需求，NPSHA 是管路供應。防止孔蝕，就是增加系統可提供的 NPSHA，或降低幫浦所需的 NPSHR，並維持兩者差距。

以水源自由液面供水為例，NPSHA 可概念性表示為：

其中，$p_{\mathrm{atm}}$ 為大氣壓力、$z$ 為水面相對於幫浦吸入口的高程差（幫浦低於水面時為正）、$h_f$ 為吸水管路損失、$p_v$ 為液體蒸氣壓、

核心觀念

本題考《各類場所消防安全設備設置標準》的室內消防栓設備規定，重點是瞄子放水壓力超過減壓門檻時的處置、配管設置要求，以及以最多樓層消防栓的放水量計算 20 分鐘水源容量。以下以命題當年（民國 111 年）法規為準。

放水量依圓形瞄子孔口公式計算：

$Q=0.653d^2\sqrt{P}$

其中 $Q$ 為放水量（$\mathrm{L/min}$）、$d$ 為瞄子口徑（$\mathrm{mm}$）、$P$ 為瞄子放水壓力（$\mathrm{kgf/cm^2}$）。

（一）是否須採取有效減壓措施

依《各類場所消防安全設備設置標準》第 37 條，室內消防栓瞄子放水壓力超過 $7\ \mathrm{kgf/cm^2}$ 時，應採取有效減壓措施。地上一層兩只瞄子的放水壓力分別為 $3.6$ 與 $4.0\ \mathrm{kgf/cm^2}$，均未超過 $7\ \mathrm{kgf/cm^2}$。

因此，依此壓力門檻判斷，不須因這兩個放水壓力而採取減壓措施。

（二）配管除材質要求外的規定

依同標準第 32 條，室內消防栓設備配管除應符合材質要求外，尚須符合下列規定：

1. 配管應為專用；但與室外消防栓、自動撒水設備、連結送水管等滅火系統共用，且不影響其功能者，不在此限。
2. 管徑依水力計算配置；立管與連結送水管共用時，管徑應在 $100\ \mathrm{mm}$ 以上。
3. 第一種消防栓立管管徑應在 $63\ \mathrm{mm}$ 以上。
4. 立管應設置於不易受外來損傷及火災波及的位置。
5. 立管應連接屋頂水箱、重力水箱或壓力水箱，使配管平時保持充滿水。
6. 配管應採取有效防震措施。
7. 止水閥應明顯標示開關狀態，逆止閥應標示水流方向，並符合 CNS 規定。

（三）水源容量

核心觀念

本題考《各類場所消防安全設備設置標準》第 43 條、第 44 條：先辨別自動撒水設備的型式與乾式、預動式流水檢知裝置的動作方式，再說明密閉乾式或預動式流水檢知裝置二次側配管的防腐蝕及排水規定。以下以命題當年（民國 111 年）法規為準。

依第 43 條，自動撒水設備分為密閉濕式、密閉乾式、開放式、預動式及其他經中央主管機關認可者。題目問流水檢知裝置依動作方式區分的種類，則列為濕式、乾式及預動式流水檢知裝置。

解題方法與規定

乾式流水檢知裝置

乾式系統平時一次側為加壓水，二次側配管充滿加壓空氣。閉鎖型撒水頭因火災開放後，二次側空氣壓力下降，造成閥體開啟，一次側的水進入二次側配管，並發出流水信號或警報。

可掌握其動作順序：撒水頭開放 → 二次側氣壓下降 → 閥體開啟 → 水進入配管。

預動式流水檢知裝置

預動式系統平時二次側配管充有低壓空氣。火災時，先由感知裝置啟動流水檢知裝置，使水進入二次側配管；閉鎖型撒水頭受熱開放後，水才由撒水頭放出。

其關鍵在於感知裝置先啟動管路供水，撒水頭開放後才實際撒水。與乾式系統相比，預動式多了火災感知裝置的啟動條件。