圖解消防工程

1-1 水系統火災學原理（一）

1. 穩定性佳：在常溫下，水是一種不活潑的相當穩定性液體。水的粘度在溫度1～99℃範圍內都能保持一致，這使得水在滅火使用時，能安全運輸和加壓送水。

2. 比熱大：1磅水從0℃升高到100℃就需100 BTU熱量。

3. 汽化熱大：在一大氣壓100℃時一克水蒸發成水蒸氣吸收539卡熱量。

4. 溶解熱大：從0℃固態（冰）到液體水改變相態，能吸收333.2 kJ/kg熱量。

5. 具表面張力：水具高密度使得消防瞄子能射出相當長距離；因水最大表面張力值為72.8 mN/m，使用上從水滴到水柱流，也使水滴能保持相對穩定性。

6. 蒸氣大量膨脹：當水由液體轉變為蒸氣時，在一大氣壓下其體積增加1700倍，這樣大體積的水（飽和蒸氣）置換了相當體積氧氣空間。

7. 經濟便宜：沒有一種易於得到物質，具有水上述之物理特性。

水轉變水蒸氣將大量膨脹，依理想氣體定律計算：

PV = nRT

P為一大氣壓101325 Pa

V為體積，水的密度在20℃（293 K）為998 kg/m3（998000 g/m3）

n為莫耳，水分子質量為18 g/mol

R為理想氣體常數8.3145 J/mol.K

T為溫度（單位K），水的沸點在大氣壓力為100℃（373 K）

在1莫耳（n）純蒸汽（100℃）的體積V(m3)

水系統轉化為蒸汽能吸收熱量計算表

1) 以1加侖水（8.33 lb）至沸騰所需熱：212˚F - 68°F（室溫）= 144∆°F

144∆°F × 1 BTU/lb × 8.33 lb = 1200 BTU

2) 水從1加侖（8.33 lb）液體到蒸氣所需的熱量：

970.3 BTU /lb × 8.33lb = 8083 BTU

1加侖水吸收總熱量是1200 + 8083 = 9283 BTU/加侖

水系統出水量100 GPM【註解1】，1分鐘後將完全轉化吸收928300 BTU/min熱量。同樣地，如此水量將完全轉化成22300 ft3水蒸汽。

水系統使用增稠劑（Thickening Agents）優缺點

優點

1. 具覆蓋（Cling）和黏著（Adhere）於燃料表面

2. 厚連續塗層（Coating）於燃料表面

3. 黏附的水量能吸收熱量

4. 使瞄子射出更遠距離（Farther）

5. 使瞄子射出抵抗風和氣流運動。

缺點

1. 無法滲透至燃料深處

2. 形成更高摩擦損失

3. 使用時才能進行混合。

1-1 水系統火災學原理（一）

1. 穩定性佳：在常溫下，水是一種不活潑的相當穩定性液體。水的粘度在溫度1～99℃範圍內都能保持一致，這使得水在滅火使用時，能安全運輸和加壓送水。

2. 比熱大：1磅水從0℃升高到100℃就需100 BTU熱量。

3. 汽化熱大：在一大氣壓100℃時一克水蒸發成水蒸氣吸收539卡熱量。

4. 溶解熱大：從0℃固態（冰）到液體水改變相態，能吸收333.2 kJ/kg熱量。

5. 具表面張力：水具高密度使得消防瞄子能射出相當長距離；因水最大表面張力值為72.8 mN/m，使用上從水滴到水柱流，也使水滴能保持相對穩定性。

6. 蒸氣大...

「風」、「火」、「水」、「電」向來與人類生活息息相關，如在不可控制狀況下，往往容易導致人員傷亡與財產損失。而消防正是關係到社會民生及人民安全，一直是政府施政上極為重要的一環，也為國家長治久安之根本。在消防工作更應具備科技化、現代化及效率化之整合能力，以專業化教育訓練，來因應現今多元發展的社會環境，提供民眾一個安全的生活環境。

為培育出消防安全專業人力，本校於2002年首創消防系（所）（除警察大學外），開設消防工程課程，建置了火災虛擬實驗室、火災鑑識實驗室、低氧實驗室、水系統消防實驗室、電系統消防實驗室、氣體消防實驗室、消防設備器材展示室及消防檢修實驗室等軟硬體設備，也設置了氣體燃料導管配管、工業配管等兩間乙級技術士考場；也擁有全方位師資團隊，跨消防、機械、理化、電機、電子及土木等完整博士群組成，每年消防系設日間部四技3班、進修部四技1班、進修學院二技1班、碩士在職專班1班，目前也刻正申請博士在職專班，為未來消防人力注入所需的充分能量。

本書作者盧守謙老師有豐富實際消防救災及外勤經歷，以消防本職博士背景來撰寫一系列消防書籍著作，相信本書有其廣度與專業深度，本人在此十分樂意為序，並祝大家閱讀及學習愉快。

蘇銘宏

吳鳳科技大學校長

「風」、「火」、「水」、「電」向來與人類生活息息相關，如在不可控制狀況下，往往容易導致人員傷亡與財產損失。而消防正是關係到社會民生及人民安全，一直是政府施政上極為重要的一環，也為國家長治久安之根本。在消防工作更應具備科技化、現代化及效率化之整合能力，以專業化教育訓練，來因應現今多元發展的社會環境，提供民眾一個安全的生活環境。

為培育出消防安全專業人力，本校於2002年首創消防系（所）（除警察大學外），開設消防工程課程，建置了火災虛擬實驗室、火災鑑識實驗室、低氧實驗室、水系統消防實驗室、電系統消防實驗...

自序

國內消防法制定於民國74年，至民國84年消防署成立後，納入日本之防火管理、檢修申報及保安監督等制度，使火災預防管理能臻於完備，並於同年送立法院三讀通過施行迄今。

公共安全議題一直受到國人關切，現今國內大專院校也相繼開授『消防工程』相關課程，內容聚焦在水系統、化學系統、警報系統與避難系統等安全設備主題，並依其規定進行消防設計、監造、裝置與檢修工作，以培養專業消防工程之人才。

消防安全設備設計裝置目的，旨在維護公共安全與減少火災時之人命財產損失。消防工程無非是因應火災而設，脫離了火災學原理就失去其存在意義。尤其歐美國家日益倡行性能化設計，從事消防工程更應瞭解消防設備與火災行為互動關係，以達到經濟、安全及有效之目標。

筆者於1986年從事消防工作伊始，歷近30年，在國內外報章期刊發表數百篇的專業文章。從早期警察大學閃燃碩士論文到整個火行為之博士研究，深深迷戀消防科學領域。為撰寫一序列消防書籍，參酌國外大量文獻，結合長期救災實務經驗，也感謝學校提供極佳軟硬體平台，能進行有效率寫作教學。

本書得有豐富工程圖示，非常感謝日力消防、鉅鴻消防、尚誠消防、泰新消防及安立電機等公司協助，使讀者對消防工程能加深圖解概念。而本書若能對學術與實務研究工作有所此微貢獻，自甚感榮幸。然在寫作歷程中雖謹慎，內容詳多疏失之處祈請不吝指正。

自序

國內消防法制定於民國74年，至民國84年消防署成立後，納入日本之防火管理、檢修申報及保安監督等制度，使火災預防管理能臻於完備，並於同年送立法院三讀通過施行迄今。

公共安全議題一直受到國人關切，現今國內大專院校也相繼開授『消防工程』相關課程，內容聚焦在水系統、化學系統、警報系統與避難系統等安全設備主題，並依其規定進行消防設計、監造、裝置與檢修工作，以培養專業消防工程之人才。

消防安全設備設計裝置目的，旨在維護公共安全與減少火災時之人命財產損失。消防工程無非是因應火災而設，脫離了火災學原理就失去其...

序
自序
第1章　水系統消防安全設備
1-1 水系統火災學原理（一）　
1-2 水系統火災學原理（二）　
1-3 水系統火災學原理（三）　
1-4 加壓送水裝置—組成　
1-5 加壓送水裝置—消防幫浦　
1-6 加壓送水裝置—電動機　
1-7 加壓送水裝置—控制盤　
1-8 加壓送水裝置—呼水裝置　
1-9 加壓送水裝置—防止水溫上升用排放裝置　
1-10 加壓送水裝置—幫浦性能試驗裝置（一）　
1-11 加壓送水裝置—幫浦性能試驗裝置（二）　
1-12 加壓送水裝置—啟動用水壓開關與底閥裝置　
1-13 加壓送水裝置—配管　
1-14 室內消防栓設備—目的與構成　
1-15 室內消防栓設備—配管及屋頂水箱　
1-16 室內消防栓設備—消防栓箱　
1-17 室內消防栓設備—水源及電源　
1-18 室內消防栓設備—加壓送水裝置　
1-19 室外消防栓設備—目的與構成　
1-20 室外消防栓設備—配管　
1-21 室外消防栓設備—消防栓箱及電源　
1-22 室外消防栓設備—水源及加壓送水　
1-23 自動撒水設備—火災學原理　
1-24 自動撒水設備—目的與構成　
1-25 自動撒水設備—自動撒水設備分類　
1-26 自動撒水設備—配管、加壓試驗及水箱　
1-27 自動撒水設備—撒水頭配置、位置及免設　
1-28 自動撒水設備—密閉式與開放式　
1-29 自動撒水設備—放水量與流水檢知　
1-30 自動撒水設備—水源容量　
1-31 自動撒水設備—加壓送水裝置　
1-32 自動撒水設備—送水口與電源　
1-33 水霧滅火設備—火災學原理　
1-34 水霧滅火設備—應設置場所與定義　
1-35 水霧滅火設備—水霧噴頭與電源　
1-36 水霧滅火設備—水源、加壓送水與停車空間　
1-37 泡沫滅火設備—火災學原理　
1-38 泡沫滅火設備—目的與構成　
1-39 泡沫滅火設備—泡沫頭配置　
1-40 泡沫滅火設備—固定式放射量　
1-41 泡沫滅火設備—高發泡放射量　
1-42 泡沫滅火設備—局部與移動式放射量等　
1-43 泡沫滅火設備—放出口種類　
1-44 泡沫滅火設備—水溶液量及放出率　
1-45 泡沫滅火設備—補助泡沫、送液口及射水槍　
1-46 泡沫滅火設備—泡沫混合方式　
1-47 連結送水管—目的與構成　
1-48 連結送水管—配管等　
1-49 消防專用蓄水池—目的與構成等　
1-50 消防專用蓄水池—機械方式引水　
1-51 冷卻撒水設備　
加壓送水裝置歷屆考題　
室內消防栓設備歷屆考題　
室外消防栓設備歷屆考題　
自動撒水設備歷屆考題　
水霧滅火設備歷屆考題　
泡沫滅火設備歷屆考題　
連結送水管歷屆考題　
消防專用蓄水池歷屆考題　
冷卻撒水設備歷屆考題　
第2章　化學系統消防安全設備
2-1 滅火劑適用—火災學原理　
2-2 滅火器　
2-3 簡易自動滅火設備　
2-4 第四種及第五種滅火設備　
2-5 二氧化碳滅火設備—火災學原理　
2-6 二氧化碳滅火設備—目的與構成　
2-7 二氧化碳滅火設備—滅火濃度　
2-8 二氧化碳滅火設備—全區滅火　
2-9 二氧化碳滅火設備—局部與移動式滅火　
2-10 二氧化碳滅火設備—容器及配管　
2-11 二氧化碳滅火設備—選擇閥與容器閥　
2-12 二氧化碳滅火設備—啟動裝置　
2-13 二氧化碳滅火設備—安全措施　
2-14 二氧化碳滅火設備計算例　
2-15 乾粉滅火設備—火災學原理　
2-16 乾粉滅火設備—目的與構成　
2-17 乾粉滅火設備—滅火藥劑等　
2-18 乾粉滅火設備—氣體容器　
2-19 乾粉滅火設備—局部式　
2-20 乾粉滅火設備—定壓動作裝置　
2-21 乾粉滅火設備—儲存容器　
2-22 乾粉滅火設備—配管　
2-23 乾粉滅火設備—移動式　
2-24 乾粉滅火設備計算例　
2-25 海龍替代滅火設備—火災學原理　
2-26 海龍替代滅火設備—目的與構成　
2-27 海龍替代滅火設備—個案申請表　
2-28 海龍替代滅火設備計算例　
滅火器設備歷屆考題　
二氧化碳滅火設備歷屆考題　
乾粉滅火設備歷屆考題　
海龍替代滅火設備歷屆考題　
第3章　警報系統消防安全設備
3-1 火警自動警報設備—火災學原理　
3-2 火警自動警報設備—應設一般場所　
3-3 火警自動警報設備—應設公共危險物品場所　
3-4 火警自動警報設備—應設手動與瓦斯漏氣場所　
3-5 火警自動警報設備—鳴動方式與探測器位置　
3-6 火警自動警報設備—免設場所等　
3-7 火警自動警報設備—火警分區　
3-8 火警自動警報設備—受信總機裝置規定　
3-9 火警自動警報設備—探測器裝置高度　
3-10 火警自動警報設備—差動式分布型　
3-11 火警自動警報設備—偵煙式探測器　
3-12 手動報警設備　
3-13 緊急廣播設備—應設場所　
3-14 緊急廣播設備—設置規定　
3-15 瓦斯漏氣火警自動警報設備　
火警自動警報設備歷屆考題　
手動報警設備歷屆考題　
緊急廣播設備歷屆考題　
瓦斯漏氣火警自動警報設備歷屆考題　
第4章　避難系統消防安全設備
4-1 標示設備—火災學原理　
4-2 標示設備—免設　
4-3 標示設備—出口標示燈及避難方向指示燈　
4-4 標示設備—得減光或消燈　
4-5 避難器具—應設場所　
4-6 避難器具—裝設規定　
4-7 避難器具—下降空間　
4-8 避難器具—下降空地　
4-9 避難器具—標示位置等　
4-10 避難器具—固定架等　
4-11 緊急照明設備　
4-12 排煙設備—火災學原理　
4-13 排煙設備—火災學計算例　
4-14 排煙設備—應設場所　
4-15 排煙設備—防煙區劃等　
4-16 排煙設備—特別安全梯排煙室　
4-17 緊急電源插座　
4-18 無線電通信輔助設備　
4-19 防災中心與緊急供電　
排煙設備歷屆考題　
標示設備歷屆考題　
避難器具歷屆考題　
緊急照明設備歷屆考題　
緊急電源插座歷屆考題　
無線電通信輔助設備歷屆考題　
防災中心與緊急供電歷屆考題　
參考文獻

序
自序
第1章　水系統消防安全設備
1-1 水系統火災學原理（一）　
1-2 水系統火災學原理（二）　
1-3 水系統火災學原理（三）　
1-4 加壓送水裝置—組成　
1-5 加壓送水裝置—消防幫浦　
1-6 加壓送水裝置—電動機　
1-7 加壓送水裝置—控制盤　
1-8 加壓送水裝置—呼水裝置　
1-9 加壓送水裝置—防止水溫上升用排放裝置　
1-10 加壓送水裝置—幫浦性能試驗裝置（一）　
1-11 加壓送水裝置—幫浦性能試驗裝置（二）　
1-12 加壓送水裝置—啟動用水壓開關與底閥裝置　
1-13 加壓送水裝置—配管　
1-14 室內消防栓設備—...