中繼幫浦

中繼幫浦有什麼用?法規只有一條但卻讓你無法理解的消防設備

最後更新日期: 2024-09-11

消防隊在救災時很怕遇到高層建築物,如果火災發生在很高的樓層,從1樓佈署水線到起火層就會非常耗費時間也非常累,而「連結送水管」能幫助我們省去佈線的麻煩。但如果遇到的是「超高層建築物」,我們就無法期待消防車有辦法直接加壓送水到最高層,必須依賴建築物的中繼幫浦來輔助

雖然各類場所消防安全設備設置標準(以下簡稱設置標準)有中繼幫浦設置的規定,但多數人沒有看過實體、不清楚詳細的構造和功能,因此今天我特別整理了一些文獻資料,希望能讓你對中繼幫浦有更深一層的認識

註:目前建築技術規則沒有超高層建築物的定義,一般都將25層以上或高度超過90公尺的建築物認定為超高層建築物

中繼幫浦的功能

設置標準第 184 條有提到,送水設計壓力(H)=配管摩擦損失水頭(h1)+消防水帶摩擦損失水頭(h2)+落差(h3)+放水壓力(60m)

註:設置標準第184條:消防水帶摩擦損失水頭為4公尺

從這個公式可以得知設置標準的要求是,消防隊將水帶、瞄子接到連結送水管的出水口時,瞄子的放水壓力應該能維持在 6 kgf/cm2 (60m)以上

一般消防車的消防幫浦最大輸出壓力通常在 12 kgf/cm2 (120m)左右,扣除瞄子的放射壓力 6 kgf/cm2 (60m)、水帶摩擦損失水頭 0.4 kgf/cm2 (4m)、配管摩擦損失水頭(通常採 0.6 kgf/cm2 或6m計算)後,剩下的高度落差僅剩約 5 kgf/cm2 (50m)

當然,每個水帶、配管的摩擦損失可能會有點差異,但計算結果大同小異,也就是說要符合瞄子放射壓力達 6 kgf/cm2 ,消防車送水的高度只能達到50公尺左右,因此設置標準第183條才會規定建築物高度超過60公尺時要設置中繼幫浦,為的就是輔助消防車送的水能透過中繼幫浦加壓而達到更高的樓層

中繼幫浦
中繼幫浦

上面兩張是連結送水管和中繼幫浦的簡圖,建築物高度超過60公尺時大多會將第12或13樓設為中繼層,設置中繼幫浦和中繼水箱。不過這種設置方法有很多問題,所以下面我會再介紹更多中繼幫浦的設置方式

中繼幫浦的設置位置

設置標準第183條只有說建築物高度超過60公尺要設中繼幫浦,卻沒有特別說明可以設在哪裡、哪裡不能設

消防署101年4月9日消署預字第1011103230號解釋令有提到:
連結送水管之中繼幫浦之設置位置,應考慮國內消防車之車齡、送水揚程、四周環境、水帶(耐壓)等現實狀況,設置高度原則仍以 60 公尺為限,且中繼幫浦之全閉揚程與押入揚程合計在 170 公尺以上時,應增設幫浦使串聯運轉方能確保發揮其功能

從這個解釋令來看,中繼幫浦的設置高度原則上不能超過60公尺。不過消防署在111年11月8日消署預字第1110009948號解釋令又有了新的說明:
為兼顧連結送水管設置經濟合理需求、整體管系耐壓程度及各地方消防機關消防車輛送水性能差異,連結送水管送水設計壓力如經適度限制並經地方消防機關審查同意,且依水力計算結果消防車輛加壓送水至中繼幫浦處之揚程符合該幫浦最小押入揚程需求,則中繼幫浦之位置得參照上開日本東京消防廳規範之設計例,依水力計算結果及搭配管路設計於建築物中間層屋頂層配置,並須經消防機關查驗符合規定,不受本署上開101年4月9日函所提設置高度之限制

也就是說,只要能提出相關的水力計算結果,中繼幫浦的設置位置可以不受限制,要裝在建築物的中繼層或屋頂層都可以

中繼幫浦的構造

平常我們很少有機會遇到設有中繼幫浦的建築物(包含我也是),因此我向警大學弟妹要到了一份戴皓宇的消防搶救必要器材講義,裡面有很多中繼幫浦的實體照片,因此我就引用這些照片搭配昇位圖來說明它的細部構造

整體構造

中繼幫浦
資料來源:戴皓宇-消防搶救必要器材
中繼幫浦

中繼幫浦不像加壓送水裝置有很多的附屬裝置,而是有很多配管、閥件讓人搞混亂,因此我用不同的顏色來區分。一次側和二次側的定義仍是一樣的,水流入的一端(進水側)為一次側、水流出的一端(出水側)則為二次側

延伸閱讀:消防幫浦的構造有哪些?最詳細的加壓送水裝置解說在這裡

旁通管

中繼幫浦的構件中有一個比較特別的名詞「旁通管」。這個構件的用意是一個備援的概念,一般中繼幫浦正常運作時的水流方向會是下圖這樣

中繼幫浦

如果壓力調整閥損壞需要更換,就必須把前後的止水閥關閉,但維修期間我們仍然必須要確保中繼幫浦是可以使用的,因此就可以將旁通管的止水閥開啟,讓水流經由旁通管進入中繼幫浦

中繼幫浦

進水側配管及出水側配管間之旁通管」也是一樣的意思,當中繼幫浦整個壞掉時,我們可以關閉原本一次側的止水閥,開啟「進水側配管及出水側配管間之旁通管」,如果消防車的幫浦壓力足夠就能將水直接繼續往上打而不用經過中繼幫浦

中繼幫浦損壞時之水流方向

當然,如果「進水側配管及出水側配管間之旁通管」有逆止閥那側有問題,也可以開啟另外一側的止水閥,等於是備援中的備援

一次側出水口

中繼幫浦一次側會設置一個出水口,這構件主要是確認消防車是否能確實從1樓送水到中繼層。當消防車開始送水時,開啟一次側出水口,如果有水流出代表連結送水管是正常的,反之則代表管線、閥件可能有問題

一次側出水口
資料來源:戴皓宇-消防搶救必要器材

一次側出水口的功能跟設在頂層的「測試出水口」一樣,一次側出水口測的是中繼幫浦之前的連結送水管,而測試出水口測的是中繼幫浦之後的連結送水管

測試出水口

二次側送水口或出水口

舊的法規規定,中繼幫浦二次側可以設置「送水口」或「出水口」,但110年6月25日台內消字第 1100821034 號令公布的法規修正案中,把出水口這個選項刪掉了

不過我們仍有可能在既有建築物中遇到設出水口的中繼幫浦,因此我還是將送水口和出水口的設置目的做完整的介紹。其實設送水口或出水口除了有備援的概念以外,也都能提供消防隊使用不同的救災方式

如果設置的是送水口,當中繼幫浦損壞時,消防隊可以將消防車上的移動式幫浦搬到中繼層,將一次側出水口、二次側送水口接到移動式幫浦上,取代中繼幫浦將水繼續往上送

移動式幫浦

如果設置的是出水口,就能將出水口接到移動式幫浦上,再將消防水帶接上移動式幫浦,佈線到其他連結送水管無法到達的位置

移動式幫浦

送水口或出水口都可以結合移動式幫浦靈活運用,目的都是希望能將水送到更高、更遠的位置,減少佈署水線的麻煩。如果你不知道移動式幫浦是如何運作的,可以參考下面的影片

壓力調整閥

壓力調整閥的功能主要是降低中繼幫浦進水側的壓力,避免壓力過大而造成中繼幫浦損壞。壓力調整閥的工作原理比較複雜,如果想了解可以參考黃美芳的高壓連結送水管風險管理碩士論文

壓力調整閥
資料來源:戴皓宇-消防搶救必要器材

超高層建築物的設置方式

在111年的解釋令出來以前,超高層建築物按照法規應該要在中繼層設置中繼幫浦和中繼水箱,但實務上往往會因為下面幾個原因而遇到困難:

  • 設置中繼水箱、中繼幫浦所需面積大,會壓縮建築空間、減少業主利益
  • 中繼層其他住戶可能會被中繼幫浦發出的聲響、中繼水箱的漏水所影響
  • 中繼水箱因水量大,可能影響建築整體配重

超高層建築物在10樓附近的房價都很高,如果設置中繼幫浦、中繼水箱,可能會讓業主少賺幾千萬或幾億,因此新建的超高層建築物業主都會希望將幫浦設在地下層或頂層,以求建築使用空間、利益最大化。而這應該也是消防署後來開放中繼幫浦可以設在屋頂層的原因之一

新的消防幫浦加壓送水能力都有明顯的提升,有些可以將水打到約250公尺(約65層樓)的高度,所以中繼幫浦有很多種不同的設置方式。下面我會介紹幾種設置方式,如果想了解更多設置方法可以參考簡賢文的超高層大樓消防用加壓送水裝置設計形式之探討-兼論中繼水箱設置之必要性

設於地下層

中繼幫浦設於地下層

建築物高度沒有很高且幫浦加壓送水能力足夠時,可以將幫浦設於地下層,當消防車送水時直接利用幫浦加壓至各樓層

這種設計方式在低樓層的出水口要裝設減壓閥,避免出水壓力過大,高樓層的出水口則因為高度落差降低出水壓力,因此可以不需要裝設減壓閥

設於地下層及頂層

中繼幫浦設於地下層及頂層

建築物高度很高或幫浦加壓送水能力不夠時,可以在地下層及頂層各裝一個幫浦,當消防車送水時地下層的幫浦將水送至低樓層出水口及頂層的幫浦,高樓層的出水口則由頂層的幫浦提供壓力

幫浦的加壓送水能力愈好價格愈貴,因此這樣的設計方式可以選擇性能較普通的幫浦,只要確保地下層的水能送到頂層的幫浦,就算壓力只剩 1 kgf/cm2 也沒關係

個別加壓

中繼幫浦個別加壓

另外也有看過針對不同樓層高度而使用不同幫浦個別加壓的設計,負責低樓層送水的幫浦可以選性能比較差一點的,負責高樓層送水的幫浦就必須選擇較高性能的,通常外部的送水口會標示它的連結送水管是負責送水到哪幾個樓層。不過這種設計應該相對其他兩種是比較少見的

其他規定解說

設置標準第183條還有幾個針對中繼幫浦的規定沒有寫得很清楚,下面我再詳細解說

中繼幫浦出水量

第2款規定「中繼幫浦出水量在每分鐘2400公升以上

第9款提到,中繼幫浦放水測試時放水量要在每分鐘 600 公升以上,因此我們可以知道第2款的中繼幫浦出水量規定,其實就是希望中繼幫浦能達到4個放水口同時開放使用的能力

屋頂水箱與中繼水箱

屋頂水箱與中繼水箱都不能被視為「水源」,它們的作用都是補水功能

第183條有提到「建築物高度超過60公尺者,連結送水管應採用濕式」,濕式代表的是連結送水管必須隨時充滿水。因為超高層建築物的危險性比較高,火災發生時如果救災有延遲可能會造成嚴重的結果,當消防隊在地面層送水時,充滿水的連結送水管就能立刻讓出水口可以出水

如果連結送水管內部平時沒有水,消防隊就必須先將整個連結送水管充滿水,才能讓出水口順利出水,這樣就浪費了很多時間和水。屋頂水箱的作用就是保持連結送水管隨時都處在充滿水的狀態,因此容量也不需要太多,僅需0.5立方公尺即可

中繼水箱則是當消防隊在送水時,如果水箱車水量用盡或消防幫浦損壞、送水發生停頓時,能夠當作臨時備援的水源接續供水,因此法規要求的容量較大,必須達到2.5立方公尺以上。不過中繼水箱不是像消防栓一樣的法定水源,一直使用中繼水源會有用盡的風險,因此還是必須盡快更換消防車、找出送水停頓的原因並狀況排除才行

幫浦串聯運轉

消防幫浦使用的配管、閥件,其標稱壓力有10K、16K、20K,而中繼幫浦一般使用的配管、閥件,其最高標稱壓力是16K

  • 10K:壓力範圍 10 ~ 14 kgf/cm2
  • 16K:壓力範圍 16 ~ 22 kgf/cm2
  • 20K:壓力範圍 20 ~ 28 kgf/cm2
閥件耐壓
資料來源:戴皓宇-消防搶救必要器材

第7款提到「全閉揚程與押入揚程合計在 170 公尺以上時,增設幫浦使串聯運轉」,主要就是避免壓力過大造成配管、閥件損壞

全閉揚程是幫浦本身最大的揚程,也就是出水量為 0 時的壓力,押入揚程則代表從一次側進入中繼幫浦時的壓力,如果兩者加起來超過 17 kgf/cm2 就可能使配管、閥件損壞

使用全閉揚程較小的兩個(或多個)幫浦串聯運轉,就能確保出水壓力足夠且配管、閥件不會因為壓力過大而損壞

總結

中繼幫浦、連結送水管能幫助我們在高層建築物救災時節省很多時間,了解它的構造和運作原理是非常重要的。但消防實務上卻很少使用,最主要的原因是我們會怕連結送水管因老舊、鏽蝕等原因,消防車加壓送水時造成管線破裂、漏水而影響其他住戶,這樣就會衍生很多賠償的問題

因此目前消防隊搶救高層建築物的主流作法還是會沿著梯間佈線到起火層,不過如果真的遇到超高層建築物或特殊建築物(捷運、地下街等),還是可以考慮使用連結送水管和中繼幫浦喔!

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在〈中繼幫浦有什麼用?法規只有一條但卻讓你無法理解的消防設備〉中有 20 則留言

  1. 李振州

    原來實務上搶救高層建築物還是會使用梯間佈線,也太辛苦了!感謝學長整理完整的中繼幫浦資料,受益良多~
    另外近期修正的設置標準條文,已將中繼幫浦二次側的出水口予以刪除囉,跟學長報告一下~

    1. 蠻多分隊都還是會用梯間佈線的方式到起火層,像我就有看過別的分隊直接從1樓佈線到9樓,但這樣真的很累、很耗時間…

      我沒注意到新法規已經修正了,我會再修改一下內容,謝謝你提醒我~

      1. 老師,想請教一下,如果要遠端控制中繼幫浦啟動或用正常程序啟動,中繼幫浦的控制盤上的手動自動開關是否要常開在手動上?

  2. 所以 還是要 有人去啟動中繼泵浦,否則有水也是屋頂水箱流下的來水,射水壓力必定不足

    1. 是的,屋頂水箱能提供的水量和壓力很有限,還是要有人去打開中繼幫浦才行

      1. 鄧永龍

        老師您好:
        請問中繼連結幫浦控制盤主幫切手動,那輔幫是要切自動還是手動呢?(中繼幫在11F)

        1. 這個太細節的問題我就不太清楚了,我沒有實際看過主幫和輔幫的這種組合,不好意思….

  3. 新北的執法疑義 表示中繼幫浦平時保持在自動啟動位置 請問是否正確?

    1. 設置標準第183條只有提到「於送水口附近設手動啟動裝置及紅色啟動表示燈」,沒有其他自動啟動裝置的規定,「平時保持在自動啟動位置」比較像是消防幫浦控制盤才會有的規定

      請問新北執法疑義的詳細內容是什麼?或許各縣市都會有一些自己的做法和規定

  4. 想請教一下W老師
    消防車出水壓力只能送到建物50公尺
    但是法規183卻規定建物超過60公尺才需設置中繼幫浦
    這樣萬一建物高度設計在50-60之間的建物
    最高樓層是不是有消防隊 因為壓力打不到又沒有中繼幫浦
    以致無法送水搶救上面樓層的疑慮

    1. 確實是會有這個疑慮沒錯,實務上消防隊遇到這種狀況會使用移動式幫浦,放在壓力末端,把水再繼續往上送

  5. 很早以前有安裝過中繼泵,樓高99m,裝置在11樓,印象中:
    1.中繼泵應該自動位置,一樣有壓力啟動裝置.
    2.減壓閥的作用是中繼泵吸入側不能大於1kg/cm2.

    1. WELLY您好:
      1.如果放自動是壓降它就會走起來嗎
      2.您這邊提的是一調整閥嗎~如果太大會傷到pump嗎
      以上請教~謝謝

  6. W大您好:
    請教超高層大樓設置地下層與頂層的做法(CASE-2)
    地下層的泵浦平常是切手動還是自動
    如果切自動泵浦怎麼知道什麼時候要運轉?
    如果切手動是否消防隊員要下去開?
    謝謝~

    1. 就我聽到的應該大多是切在手動,要使用時才會派人去開啟。至於自動時什麼時候會運轉,這個我就真的不太清楚了,我也比較沒有這方面的實務經驗…

      1. 謝謝W大回覆
        1.另外超高層的CASE-2(地下層級底層)的那張圖根據183條第5款是否需有一個2.5T中繼水槽?(但其實是設在地下室)
        2.183條第五款一樣是CASE 2的話這個0.5T是否需設獨立水槽,還是可以併用進它槽。

        以上兩點再請W大回覆
        謝謝。

  7. 楊煜祥

    想請問版大,關於第七款的「全閉揚程與押入揚程合計在 170 公尺以上時,增設幫浦使串聯運轉」目的是為了減少壓力太大導致損壞,可是幫浦「串聯」不是會使壓力更大嗎?

    1. 幫浦串聯運轉可以想成是分階段送水,也就是第一個幫浦先將水送往第二個幫浦,再由第二個幫浦繼續往上送,這樣每個幫浦的出力就可以比較小

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