集熱板和防護板有什麼差別？為什麼很多場所裝的集熱板完全沒有功效？

最後更新日期： 2024-09-11

「集熱板」這個名詞第一次出現在設置標準是85年的那次大修法，而到了106年消防署又將它改叫「防護板」。不過不管它叫什麼，它都是一個有爭議的存在，直到今天可能都還有很多人誤解它的用途，甚至用錯誤的方法裝設在很多不同的場所中

集熱板的議題其實從以前就有很多前輩討論過，中華水電冷凍空調月刊中有幾篇關於集熱板的文章，我覺得蠻值得參考的，推薦給大家看看。這篇文章我會讓你瞭解集熱板的真正用途和效果，我會告訴你問題不在把「集熱板」改成「防護板」，而是我們的相關法規應該要重新調整才行！

裝設集熱板的法定條件

在設置標準中總共只有2個集熱板的法定裝設條件，分別是第47條和第46條

撒水頭側面有樑時

以下我將第47條比較重要的第一項第三、八款規定和第二項規定列出來，其他的就省略：

三、密閉式撒水頭之迴水板裝設於裝置面(指樓板或天花板)下方，其間距在30公分以下。
八、密閉式撒水頭側面有樑時，依下表裝置：

撒水頭與樑側面 淨距離(cm)	74以下	75以上 99以下	100以上 149以下	150以上
水板高出樑底面 尺寸(cm)	0	9以下	14以下	29以下

這兩款的規定畫成圖就是像下面這樣：

撒水頭迴水板之所以不能離樑底太遠，是為了要避免撒水障礙。例如下面第一張圖，當撒水頭迴水板與樑底同高度時，樑的下方可以被撒水頭防護到。而第二張圖因為撒水頭迴水板高於樑底，撒水範圍沒有包含到樑的下方，因此會出現撒水障礙區域

這個規定是參考日本東京消防廳的預防事務審查‧檢修基準，以下是原文：

はり、たれ壁がある場合の閉鎖型ヘッドの設置は、原則として、第４－14図及び第４－２表の例によること。ただし、同図Ｈ１及びＤの値については、当該ヘッドからの散水が妨げられる部分が他のヘッドにより有効に警戒される場合には、この限りでない。

有樑或垂直隔牆時，密閉式撒水頭的設置原則上應依據第4-14圖及第4-2表的示例進行。但是，對於同圖中的H₁及D值，如果其他撒水頭能有效覆蓋到受影響的區域，則不受此限制。

距離樑側面150公分以上的撒水頭，迴水板高出樑底面最多就是29公分，這樣會產生一個問題，如果樑的深度(H₃)是60公分，那迴水板與樓板的距離就會是60-29=31公分，這樣的話就與第三款的規定有衝突，沒辦法在30公分以下

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為了解決上面這個問題，設置標準第二項就規定，必須裝設集熱板(防護板)

前項第八款之撒水頭，其迴水板與天花板或樓板之距離(H₂)超過30公分時，依下列規定設置防護板：
一、防護板應使用金屬材料，且直徑在30公分以上。
二、防護板與迴水板之距離，在30公分以下。

這個規定是將集熱板當成是裝置面的延伸，既然沒辦法在樓板(天花板)下方30公分以內，那就用集熱板來當作是一個小型的樓板(天花板)。而這個集熱板的用途被認定是要拿來集熱，希望可以在火災發生時將高溫濃煙蓄積在集熱板下方，讓撒水頭達到動作溫度而開啟

第一次聽到這個想法會覺得好像蠻可行的，但我們就有一個非常重要的問題要討論，集熱板真的可以集熱嗎？這個問題我們下面再深入討論

另外要注意的是，這個「裝設集熱板，迴水板與樓板(天花板)的距離就可以超過30公分」的規定，在日本的法規中是沒有的！這個解套方法可以說是我們自己獨創的

雖然日本也是規定迴水板高出樑底面的距離(H₁)最多就是0.3m，也是會有樑的深度太深而造成迴水板與天花板(樓板)的距離超過30公分的問題，但是日本並沒有說可以用裝設集熱板的方式來解套。遇到這個問題時，日本法規的原則是增設撒水頭，而不是用集熱板來解套，下面我們會再深入討論

撒水頭設在貨架時

設置標準第46條規定，設在貨架之撒水頭，應符合下列規定：

1. 任一點至撒水頭之水平距離，在2.5公尺以下，並以交錯方式設置。
2. 儲存棉花類、塑膠類、木製品、紙製品或紡織製品等易燃物品時，每4公尺高度至少設置1個；儲存其他物品時，每6公尺高度至少設置1個。
3. 儲存之物品會產生撒水障礙時，該物品下方亦應設置。
4. 設置符合第47條第二項規定之防護板。但使用經中央主管機關認可之貨架撒水頭者，不在此限。

以儲存其他物品為例，上面第2~4款的規定，可以用下面這張圖來表示：

消防署的修正說明有提到，這個集熱板的用途是擋水，是為了避免火災發生時，配置於上方的撒水頭作動而淋溼配置於下方撒水頭的感熱元件，導致下方撒水頭的作動時間延遲

這個修正也是參考日本東京消防廳的預防事務審查‧檢修基準，以下是基準裡的原文。也因為參考這個基準，106年修法時才將名詞改為「防護板」：

給排気用ダクト、棚、ルーバー等がある場合
(ｱ)給排気用ダクト、棚、ケーブルラック等（以下第４において「ダクト等」という。）が設けられている場合には、省令第13条の２第４項第１号ロによるほか、幅又は奥行が1.2ｍ以下のダクト等においても、当該ダクト等の下面に散水できるようにヘッドを天井（天井が設けられていない場合は、上階スラブ又は屋根の下部）等に設けること。

(ｲ)ルーバー等（取付ヘッドの作動温度以下で溶融等し、かつ、熱感知の障害とならないものを除く。）の開放型の飾り天井（以下第４において「飾り天井等」という。）が設けられる場合には、飾り天井の下面にもヘッドを設けること。ただし、格子材等の厚さ、幅及び取付状態が著しく散水を妨げるものではなく、開放部分の面積の合計が飾り天井の70％以上であり、かつ、ヘッドのデフレクターから飾り天井の上部までの距離が0.6ｍ以上となる場合には、この限りでない。

前(ｱ)及び(ｲ)の場合において、ダクト、棚等及び開放型の飾り天井等の下方にヘッドを設けるもので、当該ヘッドの感熱が上部ヘッドからの消火水により影響を受ける場合には、次の防護板を設けること。
ａ防護板の構造は、金属製のものとし、その大きさは、直径30㎝以上のものとすること。
ｂ防護板の下面より、当該ヘッドのデフレクターまでの距離は、0.3ｍ以内とすること。

當存在排氣管道、架子或百葉窗等設施時：
(一)如果設置了排氣用管道、架子、電纜槽等（以下稱為「管道等」），除了遵守省令第13條之2第4項第1B的規定外，對於寬度或深度在1.2米以下的管道等，也應在天花板(如果沒有設置天花板，則在上層樓板或屋頂的下部)等設置撒水頭，以便能夠向該管道等的下方進行撒水。

(二)當設置了百葉窗等(不包括在撒水頭作動溫度以下會熔化等並且不妨礙熱感知的物品）的開放型裝飾天花板(以下稱為「裝飾天花板等」)時，也應在裝飾天花板的下面設置噴頭。但是，如果格柵材料等的厚度、寬度及安裝狀態不會顯著妨礙撒水，且開放部分的總面積占裝飾天花板的70％以上，並且從撒水頭的迴水板到裝飾天花板上部的距離為0.6米以上的情況下，則不在此限。

在前述(一)及(二)的情況下，如果撒水頭安裝在管道、架子等或開放式裝飾天花板等下方，並且撒水頭的感熱元件可能受到來自上方撒水頭的滅火水影響時，應安裝以下防護板。
a 防護板結構應採用金屬製成，其尺寸直徑至少為30cm。
b 防護板底部至相關頭部迴水板的距離應在0.3m以內。

依照設置標準規定，當撒水頭側面有樑或撒水頭裝設在貨架時，才需要裝設集熱板(防護板)，而裝設的用途，一個是「集熱」、一個是「擋水」，如果不是這2種狀況，就不需要裝設集熱板

為了方便說明，以下講到「集熱」用途時我會用「集熱板」。講到「擋水」用途時我會用「防護板」

裝設集熱板(防護板)的用途

如果消防設備人員在做設計時，想在其他狀況下多裝設集熱板(防護板)可以嗎？我直接先說答案，如果是想集熱就不應該多裝，但如果是想擋水就有必要裝設。下面我們就從裝設集熱板(防護板)的兩個用途來分別討論

集熱

有關集熱板的裝設規定，最早是出現在日本1962年(昭和37年)的消防法施行規則中，以下是原文。不過日本在1998年(平成10年)修法的時候就刪除了這個規定，理由是集熱板不集熱

スプリンクラーヘツドには、火災の際すみやかに当数ヘッドを作動させることができる集め板を設けること。

應在撒水頭上設置集熱板，以便在火災時能迅速啟動該噴頭。

1998年的時候，日本對於集熱板能否有效集熱，存有很大的疑慮，因此修法時就刪除了。而之後的許多研究也證實了裝設集熱板來「集熱」是無效，下面這些文獻都有記載研究的結果：

• 平成27年度第一部会技術分科会 活動報告(概要)
• スプリンクラーヘッドの防護板(集熱板)の集熱効果について
• 〈研究報告〉 集熱板の集熱効果に関する実験報告

1990年時，美國也已經透過一些滅火試驗證實集熱板是無效的設計。而台灣也有許多關於集熱板的集熱效果的研究，包含下面這2個文獻：

• 自動撒水系統集熱板集熱效應之有效性分析(吳鳳科大)
• 撒水設備集熱板設置探討及法規擬定研究(內政部建築研究所)

內政部建築研究所的研究比對了國內外的文獻資料，也蒐集了國內22件設置集熱板的現況情境做實驗研究，得到了下面這幾個比較代表性的結論：

• 對於現今裝設集熱板之情形，其有效性只限位於火源火羽流(fire plume)範圍內，才能使其達到有效蓄熱之效果
• 本案對於集熱板之有效性於模擬及實驗部分，已經證實裝設集熱板並未能增加撒水頭蓄熱之效果
• 因實驗空間限制，其集熱板實質效果及有效性實驗可能與模擬空間與架設之情境無法達到相同之設置。但針對實驗結果，對於本案所蒐集之國內設計案例，可發現其目前設置集熱板之情形皆為無效

在內政部建築研究所的報告中也明確寫出，建議修正設置標準第46、47條有關集熱板的內容，而報告提出的修訂方式是「建議直接刪除」，理由是集熱板無法增加撒水頭溫度，且無蓄熱之效果，並無設置之必要性

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在吳鳳科大的報告中甚至指出，當火源在集熱板正下方時，依流體力學假設的勢流理論(Potential Flow Theory)及Henri de Pitot的研究，發現熱氣流在上升時將撞擊平板，產生停滯點現象(stagnation-point)，造成後續高溫氣流很難進入至集熱板正下方處，感熱元件破裂時間延遲甚至無法破裂

也就是說，在某些特定狀況下裝設集熱板反而會阻礙撒水頭作動，造成撒水系統無法在火災初期啟動滅火。因此，集熱板不能想裝就裝，因為有可能反而會延遲撒水系統動作。所以像下面這樣的撒水頭，距離天花板30公分以上、想要用集熱板來集熱，其實都是錯的設置方法！

擋水

上面我們有看到日本東京消防廳預防事務審查‧檢修基準規定「撒水頭的感熱元件可能受到來自上方撒水頭的滅火水影響時，應安裝以下防護板」。而日本消防法施行細則第13-5條也有類似的規定，不過沒有特別提到防護板，僅說要採取「防止措施」，以下是原文：

ラック等を設けた部分に設けるスプリンクラーヘッドには、他のスプリンクラーヘッドから散水された水がかかるのを防止するための措置を講ずること。

對於設置在貨架等部分的撒水頭，應採取措施，防止其受到其他撒水頭噴出的水的影響。

NFPA 13則是將這種用於擋水的防護板稱為「Shields」，設置於中間層或貨架的撒水頭需要配置。以下是原文：

3.3.215.4.9 Intermediate-Level Sprinkler/ Rack Storage Sprin­kler:
A sprinkler equipped with integral shields to protect its operating elements from the discharge of sprinklers installed at higher elevations.

中間層撒水頭/貨架撒水頭：配有防護板的撒水頭，用於保護其操作元件不受安裝在更高位置的撒水頭放水影響。

內政部建築研究所的研究也有提到：
「shields 設計與集熱板非常相似，shields 是一種金屬板被設置火災區域的半空中，並提供完整的天花板水平撒水保護。Shields 功能是為了保護從半空中撒水產生的cold-soldering，cold-soldering發生於當撒水頭作動時(位於天花板附近之撒水頭)弄濕半空中的撒水噴頭以至於延遲其作動時間。」

由此我們可以知道，設置防護板對於撒水頭來說是有效的，而且用於擋水的「防護板」(Shields)和用於集熱的「集熱板」(Heat Collectors)是兩個完全不同概念的東西。而設置標準只是將名詞更改，甚至在修正說明中寫說它們的功用相符，這很明顯是錯誤的！

106.7.5 修正說明：
「防護板」之功用，係為避免火災發生時，配置於上方處之撒水頭作動而淋溼配置於下方處撒水頭之感熱元件，肇致下方處撒水頭之作動時間延遲，影響自動撒水設備整體滅火效能，與「集熱板」之功用相符

總結來說，這塊直徑在30公分以上的金屬板，它的功用只有「擋水」。在設計撒水頭的配置時，如果有需要擋水才需要裝這塊金屬板(當然也可以用其他擋水措施來替代)，其他狀況下不需要也不應該設置

有撒水障礙時該如何改善

現在的很多場所都改成沒有天花板的設計，尤其大型賣場常常可以看到風管、電纜、排水管等直接裸露在外，這些東西都很容易會造成撒水障礙，接著我們就針對這個問題來探討該如何改善

以往普遍作法

雖然設置標準第47條有規定，使用密閉式撒水頭，且風管等障礙物之寬度超過120公分時，該風管等障礙物下方，亦應設置。但還是會遇到同樣的問題，裝設在風管下方的撒水頭迴水板會與上方的樓板距離超過30公分

因此為了方便撒水頭的配置，以往普遍的做法是將全部的撒水頭下拉至同一高度，並且加裝集熱板。就像下面這樣：

將撒水頭下拉至同一高度並加裝集熱板的作法，很明顯是基於我們認為集熱板有集熱的效果，但上面我們已經提過集熱板不集熱，甚至有可能導致撒水設備延遲動作。再加上撒水頭統一下拉到風管等障礙物以下的高度時，風管以上的部分就完全沒有撒水頭來防護，因此這種設置方式是有問題的

消防署疑義解釋1

針對上面提到的作法，消防署在107年12月18日消署預字第1070012451號也有說明，不可因撒水頭配置便利之考量，而統一將撒水頭下拉至同一高度而加裝防護板方式處理。以下是原文：

1.旨案所提場所未裝設天花板，而採樓地板下之空調風管等管線以裸露設計方式，為便利撒水頭配置將全部撒水頭下拉至同一高度而加裝防護板裝l節，查內政部106年7月5日台內消字第1060822680號令修正發布之各類場所清防安全設備設置標準(以下簡稱設置標準)第46條、第47條、第198條修正條文對照表第6條說明二業就原「集熱板」修正為「防護板」之意旨，係為避免配置於上方處之撒水頭作動而淋濕配置於下方處撒水頭之感熱元件，肇致下方處撒水頭之作動時間延遲，影響自動撒水設備整體滅火效能說明在案。又來函說明二所提內政部建築研究所101年12月出版之「撒水設備集熱板設置探討及法規擬定研究」研究報告第5章第1節結論亦明確指出「集熱板(即現行規定之防護板)並未能增加撒水頭集熱之效果，實有延緩撒水頭之作動時間或直接不作動之可能性，爰撒水頭之設置原則應依設置標準第47條第1項3款規定辦理，如遇有樑或風管等障礙物致有撒水頭未能防護之空間時，始依第47條第2項規定下拉部分撒水頭並設置防護板，不可因撒水頭配置便利之考量，而統一將撒水頭下拉至同一高度而加裝防護板方式處理。

2.另針對所提目前國內已有許多將撒水頭全部下拉至同一高度而加裝防護板之案例，本署將併函請各消防機關就新申請之消防安全設備圖說審查及竣工查驗案件依上開規定確實要求。至現存有前揭情事之場所，本署將與地方消防機關研商適切之改善方案。

第2點有提到，針對現存撒水頭下拉的場所，消防署會再跟地方消防機關研商改善方案，但過了這麼多年我們沒有看到任何的改善方案，所以這個問題我想應該是無解了，因為如果真的要要求現存場所進行改善，影響層面太廣

但我們也不能因為有很多場所是這樣設計，就認為這種設置方法是對的，然後套用在未來的其他場所，這樣就是本末倒置了

消防署疑義解釋2

撒水頭配置遇有風管、架子、格柵型天花板時，不可以將撒水頭統一下拉至同一高度，那該如何設計？消防署在102年2月8日內授消字第1020821596號有說明。以下是原文：

建築物設置自動撒水設備時，除應符合各類場所消防安全設備設置標準相關規定外，參酌美國國家防火協會第13號撒水系統安 裝標準、日本東京消防廳預防事務審查、檢查基準Ⅱ第4章第2節第3撒水設備之規範，撒水頭配置遇有風管、架子、格柵型天花板時，應符合下列規定：
一、風管、電纜線架等障礙物寬度超過1.2公尺以上時，應依上開設置標準第47條第1項第6款規定，於其下方設置撒水頭，當前述障礙物下以格柵型天花板裝飾時，設置於格柵天花板下方。

二、架子、格柵等(在安裝撒水頭的動作溫度以下溶融且對熱感 知無障礙者除外)開放型裝飾天花板，其下方應另設置撒水頭。但格柵材料等的厚度、寬度及安裝狀態明顯對撒水無妨礙，開放部分面積合計為裝飾天花板面積之百分之70以上 ，且撒水頭之迴水板距離裝飾天花板等上方在0.6公尺以上時，該開放型裝飾天花板下方得不另設置撒水頭。

三、前2項之情形中，風管、架子及開放型裝飾天花板等下方設有撒水頭時，該撒水頭的感熱會受到上方撒水頭撒水冷卻影響時，應設置符合下列之防護板：
(一)防護板應使用金屬材料，且直徑在30公分以上。
(二)防護板與迴水板之距離，在30公分以下。

這個其實就是上面提到的日本東京消防廳的預防事務審查‧檢修基準內容，解釋令只是直接把日文翻成中文而已。為了方便理解，下面我借用福岡市消防用設備等の技術基準和盛岡地區廣域消防組合消防本部的範例圖來說明

第一點就是第47條的規定，當風管寬度超過1.2公尺時，風管的下方也要另外裝設撒水頭，如果風管下方又還有格柵，則將撒水頭裝在隔柵下方。而風管寬度小於1.2公尺時，如果撒水頭的撒水範圍可以涵蓋到風管以下，則風管下方就不需要另外裝撒水頭

要注意的是，裝設在風管下方的撒水頭並沒有要求裝設集熱板(不需要也不應該裝)，如果它不會被上方撒水頭撒水影響，則也不需要另外裝設防護板。而福岡市的技術基準在寬度小於1.2公尺的風管部分還有額外註記：

天井面に設置したヘッドで散水できない場合は、ダクト下にヘッドの増設が必要

如果天花板上安裝的撒水頭無法有效進行撒水，則需要在管道下方增設噴頭

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第二點是規定，如果有裝設格柵等會造成撒水障礙的裝飾，則格柵下方也要另外設置撒水頭。但如果格柵的開放部分面積夠大(佔天花板面積70%以上)，表示格柵不會造成撒水障礙，因此格柵下方就不需要另外設置撒水頭

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第三點我們前面就有說明過，當設置在下方的撒水頭會受到上方撒水頭撒水冷卻影響時，應設置防護板用來擋水

總結來說，按照日本東京消防廳的檢修基準，天花板、樓板處(風管上方)還是要按照消防法施行令第12條規定裝設撒水頭，但如果風管超過1.2m、會造成撒水障礙，就要在風管下方另外增設撒水頭，來消除撒水障礙區域

這個增設的撒水頭並沒有限制要距離天花板(樓板)30公分內，也不需要用集熱板來排除30公分的限制。而我們的設置標準、解釋令都是直接翻譯日本的規定，因此應該也要比照日本法規的精神，讓增設的撒水頭不受30公分的限制才比較合理

日本其他地區之規定

消防署在修改設置標準、發布解釋令時，往往都只有參考日本東京消防廳的相關規定，但其實日本其他地區也都會有一些東京消防廳沒有的規定。我不確定是不是因為日本各區也可以訂定自己的自治條例，才有這些不是全國統一的規範，但我們還是可以借鑑參考一下

例如在福岡市消防用設備等の技術基準和盛岡地區廣域消防組合消防本部的資料中就都有提到下面這樣的規定：

前(ｱ)又は(ｲ)の場合において、ダクト等又は飾り天井等の下方にスプリンクラーヘッドを設けるもので、当該ダクト等又は飾り天井等の上方に感知継手（火災の感知と同時に内蔵する弁体を開放し、開放型ヘッドに加圧水を供給する継手をいう。以下同じ。）を当該機器の仕様により設け、さらに、下方に開放型ヘッドを設けた場合は令第32条の規定を適用し、上方部分にスプリンクラーヘッドを設けることを要しない。

ただし、ダクト等又は飾り天井等の上方に可燃物が存する場合は、この限りでない。

在前述(ｱ)或(ｲ)的情況下，如果在管道等或裝飾天花板等的下方設置了撒水頭，並且根據設備的規格在該管道等或裝飾天花板等的上方設置了感知配件(指在感知到火災的同時開放內部閥體，向開放型撒水頭供應加壓水的接頭，以下相同)，且在下方設置了開放型撒水頭的情況下，可依令第32條的規定，無需在上方部分設置撒水頭。

但是，如果在管道等或裝飾天花板等的上方存在可燃物，則不適用此規定。

也就是說，在風管上方沒有其他可燃物的狀況下，如果在風管下方設置開放式撒水頭，並用感知撒水頭或火警探測器等感知裝置來啟動開放式撒水頭，那麼風管上方就可以免設撒水頭

東京消防廳的檢修基準並沒有這個規定，因此國內可能從來沒有探討過這樣的設置方式。希望未來有一天消防署也能將這個規定變成解釋令，這樣就能讓國內的各類場所也能適用、增加撒水頭設計的彈性了

總結

或許對很多人來說，使用集熱板是再正常不過的了，但隨著愈來愈多的研究表明集熱板沒有集熱效果，甚至可能會延遲自動撒水設備動作，我們就應該好好思考怎麼改善，否則裝設的這些撒水頭可能會完全沒有效果。希望未來能有更多人注意到這個問題，也希望消防署的法令規定能更明確、更有彈性一點，這樣才能讓消防設備人員針對不同場所的特性做更好的規劃

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