本文由警大消防所副教授简贤文提供
高科技厂房，特别是愈特殊精密者，所处理使用之物质多具火灾危险性，因此有关高科技厂房之火灾、爆炸事件，世界各国(包括台湾)均时有所闻。这证明一件事实∶高科技厂房是潜藏物质火灾危险性、设备机件故障率及人为偶发疏失之空间。
由於各级高科技厂房分别为担负产业开发、学术研究之重要部门，设备机具仪器昂贵、研究人员培养不易，一旦发生火灾，损失往往不能容忍。因此，高科技厂房之防火设计管理，及火灾时早期侦知警报(early warning)与初期灭火设备功能之保障，便是防灾及安全工程设计最重要之一环。\r\n
本文将针对高科技厂房共通性火灾危险特性及可能的初期火灾现象，提出适用之早期火警系统之建言;并分析可选用於高科技厂房精密仪器防护对象空间之初期灭火设备种类，希望对各级高科技厂房及精密仪器中心之安全与防灾工作有所助益。
高科技厂房之火灾危险特性及早期燃烧现象
高科技厂房往往基於特殊工作需求，而必须处理或使用各种易燃性液体或气体、活性金属、过氧化物，甚至剧毒、猛爆性之特殊气体(如SiH4、PH3等)，故在火灾样态上，多呈B类火灾(偶有D类火灾发生)特性;加上室内各种精密仪器、电气设备散布各处，C类火灾也是常见之火灾类型。虽然纸张、布、木材一般可燃物几乎无所不在，但高科技厂房内反而不如一般空间之使用量，故可不必特别强调。吾人可针对上述之高科技厂房火灾危险特性，归纳可能的早期燃烧现象如下∶
1. 电气设备或精密仪器之过热熏烧现象。
2. 易燃性液体、气体之快速延烧现象。
3. 无烟火灾。
4. 一般可燃物(A类)火灾。
高科技厂房适用之火警自动警报设备
为及早侦知高科技厂房可能之燃烧现象，俾采取适切因应行为，有效控制、扑灭火灾，达成减少财物损失及确保人员安全避难之目的，吾人需要一套能穿墙透壁，随时处於待机状态之「火警自动警报设备」(automatic detection system, AFD系统)，以补足人员机动巡回保全侦知能力之不足。AFD系统一般系藉由对火灾生成物(烟、热、光)之侦知(detection)而发信，信号经受信机(control unit)受信辨认处理後(signal processing)，再行连动警报音响装置鸣动(alarm)，并进一步连动其他防灾设备(automatic fire protection systems)等流程而展现其防救灾功能。其中第一要务便是火警侦知(detection)。为达快速又正确无误之设计功能需求，如何选用具一定灵敏度 (sensitivity)但误报(false alarm)率低之火警探测器(fire detectors)，便是关键所在。「适材适所」是最佳之设计指导原则，但工程实务上仍充满困难。
高科技厂房火警探测器之选用原则
选用火警探测器时最好先充分掌握防护空间平时作业环境状态及可能的火灾分类和早期的燃烧现象，再据以选择已充分明了其适用功能之特定火警探测器种类，兹将依火灾特性选用火警探测器之参考原则列示如下。
(1) 火警探测器选用通则
火灾初期有闷烧现象(smoldering)，会产生大量烟、少量热、很少或无火焰辐射情形者，应选用侦烟式探测器(smoke detectors)。
火灾初期发展迅速，会产生大量热、烟和火焰辐射情形者，可选用感热式探测器(heat detectors)、侦烟式探测器及火焰式探测器(flame detectors)。
火灾初期发展迅速，会产生强烈火焰辐射和少量烟热情形者，应选用火焰式探测器。
(特定空间其火灾形成特性不明者，可藉模拟实验结果，选择适用之探测器(如air sampling detecting systems)。
(2) 适宜选用离子式侦烟探测器(Ionization Smoke Detectors)或光电式侦烟探测器之场所(Photo-electrical Smoke Detectors)
电子计算机室、通讯机房、电影或电视放映室等。
楼梯、走廊、电梯机房等。
书库、档案室等。
有电气火灾危险之场所。
办公室、卧室。
(3) 不宜选用离子式侦烟探测器之场所
相对湿度长期大於93%者。
气流速度大於1.5m/s者
平时室温达38℃或低於0℃以下者
有大量粉尘、水雾滞留者。
可能产生腐蚀性气体者。
正常情形下有烟滞留者。
可能产生醇类、醚类、酮类等有机物质者。
(4) 不宜选用光电式侦烟探测器之场所
上述不宜选用离子式侦烟探测器之场所特性之前三项。
可能产生黑烟者。
有大量积聚粉尘之虞者。
可能产生蒸气和油雾者。
在正常情况下有烟滞留者。
存在高频电磁干扰问题者。
(5) 适宜选用感热式探测器之场所
相对湿度经常高於93%者。
可能发生无烟火灾者。
有大量粉尘发生之虞者。
在正常情况下有烟和蒸气滞留者。
厨房、锅炉房、发电机室、茶水间、乾燥室等。
室内停车空间。
吸烟室、小会议室。
其他不宜安装侦烟式探测器之场所。
室温在0℃以下者，不宜使用定温式探测器(fixed-temperature heat detectors)
(6) 适宜选用火焰探测器之场所
火灾初期有强烈火焰辐射者
无闷烧阶段之火灾现象
需要对火焰作出快速反应者
(7) 不宜选用火焰探测器之场所
可能发生无焰火灾者。
在火焰出现前有明显浓烟扩散情形者。
探测器镜头易被污染者。
探测器易受阳光或其他光源直接或间接照射者。
探测器视界内有明显障碍者。
正常情形下，有明火作业及X光线、弧光等影响者。
高科技厂房火警探测器设置时应考量因素
针对高科技厂房内部空间火灾特性而选用了合适之火警探测器後，在安装前仍应详细考量该空间内相关特性因素，才能确立最佳安装位置、配置间距、应设个数，担负起快速且无误之早期火灾探测通报功能。
(1) 天花板高度(Ceiling Height)之影响
浅显的道理可让我们推知相同之探测器安装高度愈高，要在(与安装在低处时)相同的时间发信，地面火源之强度(intensity)及火灾猛烈度(fire severity)势必增大不可。因此，经公正检测机构(如UL、FM)认证之标准配置间距(listed spacing)，设计安装者应随著安装高度的提升，推算为确保既定侦知能力而必须缩小之实际安装间距，美国消防工程师学会(Society of Fire Protection Engineers)之建议，可供吾人参考(如表1)。
表1探測器配置間距與安裝高度之關係
天花板高度 標準間距之百分比
0-10 ft(0-3.05m)100%
10-12 ft(3.05-3.66m)91%
12-14 ft(3.66-4.27m)84%
14-16 ft(4.27-4.88m)77%
16-18 ft(4.88-5.49m)71%
18-20 ft(5.49-6.10m)64%
20-22 ft(6.10-6.71m)58%
22-24 ft(6.71-7.32m)52%
24-26 ft(7.32-7.93m)46%
26-28 ft(7.93-8.54m)40%
28-30 ft(8.54-9.14m)34%
按表1所示，一30ft(9m)高的安装位置，对一局限型感热式探测器(spot-type heat detectors)而言，其实际配置间距只剩下通过检验认证时标准间距之1/3，即实际配置之探测器个数明显较法定的增加许多。
(2) 层流现象(Stratification)之影响
挑高空间或特殊屋顶材质构造，可能使初期熏烧的火烟因层流现象(爬升的热烟抵达与它具相同温度之空气层)或在屋顶直下方形成之热阻滞层(thermal barrier)而停止不前，致按一般安装原则置于屋顶或高天花板上之火警探测器无法捕捉到早期之火灾生成物，延误发信而造成灾变。因此，美国国家防火协会(National Fire Protection Association, NFPA)在其出版之第72号National Alarm Code上建议在距天花板下方1m以外，另行配置一层可捕捉自地面上升初期烟热之火警探测器(如图1)。
图1 克服屋顶/天花板空气层流现象之探测器配置方式
(3)居室通风换气之影响(Room Ventilation)
高科技厂房内通风换气设备对侦烟型探测器之设置，具关键性影响，一般均要求侦烟型探测器应远离出风口(supply registers)，而接近回风口(return registers)，甚至直接建议装在回风管内(duct detectors,如图2)。值得吾人注意的是，火灾时高科技厂房之HVAC系统可能自动关闭，故不能因回风管内增设侦烟型探测器，而免设居室内原应设置之火警探测器
(room detectors)。
圖2 风管内侦烟探测器之设置例
再者，吾人必须注意高科技厂房内部各空间通风换气次数对探测器灵敏度之影响。一换气频次高的居室(high air movement)势必造成初期火灾所生成的烟、热、粒子被明显稀释，故为维持既定早期侦知功能，所设侦烟式探测器之配置间距势必缩减。但是，高架地板及天花板内部空间由于体积小(一般在居室空间体积1/10以下)，故毋需缩小所设探测器之既定防护面积。
工程实务上之参考依据，可引用NFPA NFC72 Fire Alarm Code之规定(如图3及表2所示)。
圖3 High air movement areas之探测器配置原则(不适用under-floor or above-ceiling spaces)。
表2 换气次数与侦烟式探测器之配置关系。
Min/Air
ChangeAir
Changes/hrft2(m2)Detector
160125(11.51)
230250(23.23)
320375(34.84)
415500(46.45)
512625(58.06)
610750(69.68)
78.6875(81.29)
87.5900(83.61)
96.7900(83.61)
106900(83.61)
(4) 高科技厂房各空间室温之影响
很多新式的火警探测器均具有极易受外界温度影响之电子组件。因此，一般的侦烟式探测器均在型录上载明不适合装在室温超过100℉(38℃)或低于 32℉(0℃)之场所。至于定温式或差动式(rate-of-rise )等感热式探测器，则可依安装场所平时作业温度而选用合适之种类与型式，NFPA对此有较我国详细而明确之规定可供参考，如表3所示。
表3 感热式探测器适用温度之区分
溫度分類探測器標稱動作
溫度範圍平時天花板
最高溫度顏色區分
℉℃℃℉
Low100-13439-5720below11belowUncolored
Ordinary 135-17458-7910038Uncolored
Intermediate175-24980-12115066White
High 250-324122-162225107Blue
Extra high 325-399163-204300149Red
Very extra high400-499205-259375191Green
Ultra high500-575260-302475246Orange
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