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: 2021-10-15

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公尺時大多會依照設置標準將第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,下面我們會介紹更多中繼幫浦的設置方式

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

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,必須採取其他替代方式來設置中繼幫浦

  • 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。而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,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

以下我介紹幾種不同的設置方式,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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6 thoughts on “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”

  1. 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~

  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

  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

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