空調防火閘門安裝品質改善研究

前言

新工處(NFE)現今建廠速度快又有效率，約1.2~1.5年即可完成廠房建置並交付運轉部門進行機台裝機作業，在北中南同時建廠情況下，不管是承攬商或新工處都會面臨建廠人才被稀釋的狀況，新工處必須投入更多的心力在品管作業才可確保建廠品質的穩定，因此新工處品管部門(QSMD)會不斷的選定特定施工工項(key factor)要求承攬商進行品質提升改善，本篇報告即為新工處品管部門專案研究彙整。

新建廠空調風管在穿越防火區劃牆或樓板時皆會依國際標準設置防火閘門(fire damper) ;主要目的為防止火焰經由風管蔓延，如 圖一所示，其規範要求(MEP RFP)是以國內法規(建築技術規則建築設備編第五章空氣調節及通風設備、建築技術規則建築設計施工編第三節防火構造)及國際法規(NFPA-90A, UL555, SMACAN-1819)為依據。

圖一、空調風管防火閘門(fire damper) 示意圖

防火閘門設施攸關全廠安全風險管控，因此皆採用美國保險業實驗所(UL)認證產品，但新工處品管部門在進行防火閘門功能查驗時，發現承攬商未依UL標準工法安裝(其風險是當火災發生時，風管及防火閘門容易產生位移或脫落現象，將無法有效區隔火場)。因此針對防火閘門產品與安裝品質，進行分析檢討及擬訂改善對策。

計畫討論

法規要求重點

國際法規(NFPA, UL)對防火閘門功能及防火要求重點，依據NFPA-90A 5.4.5.2定義，熔鍊(Fusible Links)規格為在溫度超過正常運轉之最高溫度28℃(50℉)時，即應動作，及熔鍊額定須大於71℃ (160℉)。

依據UL555 5.2定義，動態系統熔鍊額定須介於71℃(160℉)與177℃(350℉)，靜態系統熔鍊額定須介於71℃ (160℉)與100℃ (212℉) 。

依據UL555 14.1.4定義，防火閘門動作測試須在風量2000fpm (10.2m/s)及1.0kPa壓力條件下進行。

一般對空調系統防火閘門規範為具備1.5小時防火時效且熔鍊的動作值為72℃。其中1.5小時防火時效，依據UL555 10.3須耐溫978℃，如 圖二溫升曲線圖所示 。

圖二、溫升曲線圖

國際法規(SMACNA,UL)對防火閘門安裝品質要求，依據UL555 6.0及SMACNA 5.0定義，防火閘門採套管式(Sleeve type)設計，對一般風管穿越防火區劃安裝標準如 圖三。

圖三、標準防火閘門安裝圖

其中防火閘門框架固定於套管(Sleeve)的重點在於固定螺絲位置必須正確不可影響到葉片活動，同時又能確保框架不會位移，安裝標準及規範如 圖四、表一所示。

圖四、防火閘門斷面示意圖

為確保風管不變型，達到火場阻隔效果，防火閘門須安裝於適當厚度的套管內，若套管厚度未達UL規範，則風管銜接須使用UL認證安全脫鉤或鈎環(slip；Breakaway joints)，其主要目的為避免防火閘門因風管於火場墜落時連同風管一起墜落而破壞防火區劃，參考範例如 圖五、圖六、表二所示。

圖五、風管與套管間銜接鉤環型式

圖六、風管與套管間銜接安全脫鉤型式

為確保風管不會變形脫離牆板產生縫隙，達到火場阻隔效果，防火閘門完成與牆縫間的防火填塞後須利用L型角鐵將風管與牆或樓板作完整固定，如 圖七、表三所示。

圖七、防火閘門與牆板固定示意圖

另針對保溫風管穿越防火區劃防火閘門安裝標準如 圖八。

圖八、保溫風管標準防火閘門安裝圖

常見缺失

防火閘門安裝皆由主承商之再承攬商（可能是下下包商）施作，這些下游施工商大多未受過防火閘門供應商的安裝訓練，故皆憑過去經驗或自以為正確的方式進行防火閘門安裝，在安裝過程發生許多錯誤而不自知，嚴重的甚至影響防火閘門功能。目前承攬商安裝防火閘門常見缺失：

• 防火閘門功能特性（動作/溫度/防火時效）測試缺公證單位(3rd party)查驗機制。
• 空調風管管壁厚度太薄(t=0.8~1.2mm)，穿越防火區劃時防火閘門又未採用套管式(sleeve type)。
• 漏開維修孔。（影響：防火閘門無法執行維修或查修）。
• 防火閘門型式選用錯誤：樓層間防火區劃空調風管應裝彈簧拉桿式(dynamic type)防火閘門，卻誤裝捲簾式(curtain type)防火閘門。（影響：防火閘門無法發揮火災阻隔功能，火場會蔓延）。
• 防火閘門安裝方向錯誤：未依照空調風管氣體流向(air flow)安裝。（影響：防火閘門動作時，最下層葉片會發生無法密合狀況，造成火災阻隔功能無法發揮，火場會蔓延）。
• 防火閘門安裝位置錯誤：空調風管防火閘門安裝於防火區劃牆或樓板外。（影響：防火閘門會有脫落風險，防火閘門與風管於火場墜落時連同風管一起墜落而破壞防火區劃）。
• 防火閘門框架固定工法錯誤：防火閘門框架未依照UL555標準與風管或套管作正確固定。（如 圖九、圖十，影響：防火閘門葉片有“無法正常動作”風險，防火閘門會有鬆動脫落風險，火場會蔓延）。

  圖九、防火閘門固定工法錯誤-1

  

  圖十、防火閘門固定工法錯誤-2

  
• 防火閘門與牆板間固定工法錯誤：防火閘門套管未依照UL555標準與牆板作L型角鐵固定。（影響：防火閘門有“脫離牆板”風險，火場會蔓延）。
• 空調保溫風管防火閘門在完成風管保溫棉包覆後，皆將防火填塞工作交由防火填塞廠商執行，但目前防火填塞廠商採用之工法與UL555/SMACAN-1819不完全相符，對火場阻隔要求存有極大風險。

品質改善對策

總結防火閘門產品功能與安裝品質檢討，改善對策如下：

• 防火閘門須採套管式(sleeve type)，如 圖十一所示。

  圖十一、套管式(sleeve type) 防火閘門

  
• 訂防火閘門動作/熔絲熔斷溫度/洩漏量/防火時效公證單位(3rd party)查驗標準，如 表四所示。
  表四、防火閘門熔絲動作溫度/ 動作/ 洩漏量/ 防火時效查驗標準表

  內容名稱	取樣頻率	規格說明
  防火閘門 功能測試	取樣一次/每專案	A. 熔絲動作溫度測試： a.165℉ (74℃)動作測試，b.286℉(141℃)動作測試 B. 捲簾式防火風門動作測試 動作測試@風量2000fpm (10.2m/s)，防火風門可正常關閉
  防火閘門 防火測試	防火試燒 (1次/年)	FD Type: PREFCO 5500 E-6 LPB; Sleeve 1.6mmT, L外部角鐵1.6mmT Fire exposure: 538℃@5min, 978℃@1.5hr (opening<19.1mm) Hose stream: 水壓30psi, 撒水速率16sec/m2, 撒水後開口寬度<25.4mm

• 依UL555/NFPA90A/SMACNA 1819標準施工圖施工。
• 訂定防火閘門安裝完工查驗基準，如 表五。
  表五、防火閘門完工查驗檢查表(check list)

  查驗項目		標準	備註
  基本資料	查驗樓層	查驗樓層
  	查驗位置	查驗位置
  	風管尺寸	保溫風管尺寸
  檢修孔	設置	設置維修孔（防火閘門作動後，方便維修）
  	尺寸	標準450 × 450mm	建議
  	距離	距離小於45cm	建議
  防火風門型式	安裝方向	水平 or 垂直	UL approved
  	安裝類型	捲簾式附彈簧拉桿 or 垂直捲簾式	UL approved
  	安裝正確性	水平式安裝須為彈簧拉桿式	UL approved
  防火風門安裝	數量	防火風門組合數量	UL approved
  	位置	防火風門安裝位置須在牆內	UL approved
  	方向	防火風門安裝方向	UL approved
  防火風門框架	固定螺絲種類	3/16" steel rivets, #14 sheet metal screws, #8 bolts and nuts, 1/2" tack welds	UL approved
  	固定螺絲數量	左 × 右 × 上 × 下（顆數）
  	螺絲間距	1.5hr: 8", 3hr: 6" (minimum 1 per side) 20cm	UL approved
  	固定位置	靠進風側	UL approved
  	固定點邊距	< 1/4" (6mm)	UL approved
  	組合式風門(>4)之固定	四角位使用14gauge (2mm) 襯墊2排固定	UL approved
  外觀 (固定角鐵)	固定螺絲種類	3/16" steel rivets, #14 sheet metal screws, #8 bolts and nuts, 1/2" tack welds	UL approved
  	螺絲間距	1.5hr: 12", 3hr: 6" (minimum 1 per side)	UL approved
  	角鐵規格	垂直：<18”: 1x1x18 gauge(1.25mm) <72”:1.5x1.5x18gauge 水平：<18”: 1x1x16 gauge(1.6mm) <72”:1.5x1.5x16gauge (3/4” 與牆面重疊)	UL approved
  套管	分離式連結	UL認證安全脫鉤	分離式連結或套管厚度符合一項即可(UL555)
  	套管厚度	<24"x36"：>1.35mm >24”x36”：>1.70mm

• 訂防火閘門品質管制流程(QC flow)如 圖十二。

  圖十二、防火閘門品質管制流程

  

彙整防火閘門各階段重要品質對策如 表六。

結論

依據我們的經驗彙整，防火閘門從初始設計至完工測試，在各階段，皆須有相關品質管制配套措施，才能確保其功能正常發揮。