經測試具抗移動能力的貫穿式防火封堵系統

在建築物的整個生命週期中，穿越防火構件的管線或設施（penetrants）可能會因超出正常剛性支撐範圍的移動而發生位移，這可能會影響防火封堵系統的性能。因此，必須有一套方法來評估這類移動對防火封堵效能的影響。

ASTM E3037 Standard Test Method for Measuring Movement Capabilities of Through-Penetration Firestop Systems《穿越防火封堵系統位移能力測試標準方法》即是為此而制定，提供了一個標準化的測試方法，用來評估防火封堵系統在發生位移時，是否仍可維持其防火功能的可靠性。

一種新的測試標準 (1)

防止火勢蔓延對於降低人員傷害風險或建築物損害至關重要。防火封堵系統可封閉因穿透物（如管道、通訊設備或電線）所造成的防火構件開口，這些構件包含內部牆面或樓板等具防火等級的隔間。防火封堵系統是降低火災風險與損害、達成防火目標的重要關鍵之一。

隨著時間推移，地震活動、熱循環、水鎚效應以及人為衝擊等因素，可能導致貫穿物位置改變，進而影響防火封堵系統的效能。當建築構件在安裝過程中或完工後發生位移時，其改變可能導致防火封堵無法有效阻止火勢蔓延。若缺乏一致性的測試方法來同時評估位移與火災情境，防火封堵系統的製造商將無法明確證明其產品或系統仍符合如 UL 1479 等公認防火測試標準。

位移標準的制定過程，始於設計師、工程師、建築師及承包商的共識——他們了解建築物在其生命週期中會發生位移，防火封堵系統也因此可能產生變化。UL 與數家製造商共同合作，參與制定 ASTM E3037-16《貫穿防火封堵系統相對位移能力測試標準方法》，用以評估防火產品與系統在經歷循環位移後的性能表現。UL 也進一步推出全新的認證計畫，量化防火封堵系統在發生位移時仍能符合 UL 1479 防火測試要求的能力。

我們如何評估位移對防火封堵的影響？

UL(2) 發布了針對 M-ratings的認證計畫，旨在評估穿越防火構件（如管道和電纜）之穿透物的位移能力。此認證列表提供設計師、建築師、工程師及承包商在預期穿透物會發生移動時可採用的防火封堵系統。列表依據位移方向、管道類型與直徑、環隙大小及防火封堵密封劑深度（如適用）來識別其位移能力。

系統會依照上述 ASTM E3037 標準，進行一定次數、一定距離的循環位移測試。樣本會在兩個方向進行測試：Z 方向（與穿透物平行）以及 Y 方向（與穿透物垂直）（如圖 1 所示）。每個循環與位移距離都會被記錄，直到達到最大位移能力。之後，系統會依相關測試標準（如 UL 1479 / ASTM E814）進行防火測試，以確保防火封堵系統即使經歷位移後，在火災發生時仍能正常發揮防火功能。

請注意，系統僅通過位移測試並無法單獨獲得認證，必須同時通過防火測試。若燃燒測試中達到預期的防火等級，該系統即可同時獲得 M-rating與F-rating認證。

評估標準依據四個位移範圍加以記錄，對設計團隊而言十分友善，涵蓋與穿透物平行的 Z 方向（如圖 1 所示）以及與穿透物垂直的 Y 方向（如圖 1所示）。

Y 方向的位移範圍分類為環隙的 5%、25%、50% 及 100%（最大值），而 Z 方向的位移範圍分類為 0.25 英吋、0.5 英吋、1 英吋及 3.21 英吋（最大值）。

圖一

如何指定位移要求？

在預期會有位移的特殊情況下，現在可以新增位移標準條件，這是業界令人振奮的新發展。類似於防火封堵系統的其他附加性能等級，如氣密性（L 等級）和耐水性（W 等級），M 等級（位移等級）也可以列入認證清單中。透過此等級，設計者可明確指定位移標準，若實際位移在測試範圍內，預期防火封堵系統仍能正常發揮功能。下方示例清單同時標示了 L、W 及 M 等級，展示該清單中具體的 M 等級能力。

摘錄防火封堵系統參考 UL 系統編號 F-A-2054，帶有 M-rating的 Hilti 鑄入式裝置

對於需要考量位移的系統，設計者可以指定位移能力的最低要求，並利用此資訊選擇合適的防火封堵方案。在規範中，可參考經 ASTM E3037 測試的 M-rating系統要求。具 M-rating的系統清單也可以納入圖面與規範中。防火封堵細節若具備 M-rating，亦可標示於圖面上。透過指定位移性能優異的創新防火封堵方案，設計者能有效確保設計中充分考量並容納穿透物的位移。

優先選用具位移適應能力的防火封堵裝置

喜利得提供多款產品與系統，專為涉及位移情況的設計需求而設計。喜利得成功測試了多種認證系統，涵蓋使用密封劑的產品，如 FS-ONE Max，以及使用預製裝置的產品，如快速套管 CP 653 或防火磚CFS-BL。

通過位移測試之喜利得防火產品

經過對位移標準的深入研究與測試，Hilti 發現預製式裝置（如內嵌式裝置、鑄入式裝置及快速套管）在應對位移方面的表現，遠優於傳統密封劑系統。此外，預製式防火磚在位移性能方面也有非常良好的表現。這類裝置通常能超越標準所設定的位移限制，因此在防火封堵系統中若位移為關鍵考量，建議優先採用預製式裝置。部分防火封堵裝置甚至可在 Y 方向實現高達 100% 的位移能力，並在 Z 方向展現最高等級的性能（如下表所示）。

部分防火封堵系統 M-rating位移能力表

將「位移能力」作為新屬性，為工程師帶來更多效益

在現行法規尚未明確納入相關條文的情況下，需特別說明：M-ratings目前仍屬於由規範驅動的要求，尚未被納入明文的法規語言中。然而，設計師、工程師與建築師仍可在其設計規範中主動指定 M-ratings。這也提供了防火封堵產品製造商一個方式，得以透過循環位移測試與 UL 1479 防火測試的結果，證明其產品在位移情況下的有效性。有了這些數據，主管機關、承包商、保險業者、建築業主、建築師與設計師便能明確指定可容納一定程度位移的防火封堵系統。

此外，UL 的防火封堵位移認證計畫，讓製造商得以回應那些在施工規範或其他類似要求中，需考慮防火封堵位移表現的設計挑戰。

1. 來源: UL.com, case study

2. UL 及 UL 標誌為 UL LLC 的註冊商標

Link to video:

喜利得防火封堵系統中的位移概覽

https://www.youtube.com/watch?v=zzU-G64ga3E