第三章 裝修材料防火性能試驗法之國際調和
第一節 世界主要防火研究國家之國際調和經驗
第一節 世界主要防火研究國家之國際調和經驗
1. 歐洲各國之測試法調和
歐洲各國有其不同的背景及防火測試觀念，甚至在一項由西德、
比利時、丹麥、法國、荷蘭及英國進行的材料與試驗方法比較中發 現，在德國經測試具最佳防火性能的材料在丹麥是最差等級（下圖材料 18，其中等級高表示具良好防火性能）[16]8，直到 1990 年歐洲共同體
8 Hedskog B and Ryber F, The classification systems for surface liningmaterials used in buildings in Europe and Japan-A summary and comparison, Dept. of Fire Safety Engineering, Lund University Report 5023, 1998
才確認「防火安全」為六項急需努力統一的項目之一而投入大量人力。
在 80 年代末期由丹麥、挪威、芬蘭、瑞典進行之 EUREFIC 計畫，針對 圓錐量熱儀(cone calorimeter)及房間試驗(room/corner test)進行評 估，並以達閃燃時間(time to flashover)為判定依據研擬分級建議，
而 90 年代初由法國、義大利、比利時、英國進行之 CHARLEMANGE 計 畫，驗證圓錐量熱儀試驗具良好的再現性(reproducibility)與重複性 (repeatability)，在這二項實驗計畫中奠定了圓錐量熱儀試驗成為重 要防火測試標準的基礎。[16]9
圖 3-1 相同材料在歐洲六國測試標準下之分類差異圖
(資料來源：Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002)
到 1994 年，歐體才確立了材料的防火性能共分 6 級 A~F，並以下 列四測試法作為基準，但所有測試分級之根據為 ISO 9705 房間試驗 [16]9：
(1) prENISO 1182 Non-combustibility test
9 Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and
assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002
(2) prENISO 11925-2 Ignitability test
(3) prENISO 1716 Gross calorific value test (4) prEN Single burning item test
在 1998 年歐體終於做了最後的決定，以以下六項指標作為分級原 則[16]10：
(1) 材料熱釋放率(heat release rate)
材料熱釋放率在以「房間試驗」中之熱釋放表現做為參考依據，採 用之參數為 FIGRA Index (FIre Growth RAte)，定義如下，其單位為 kW/s，
FIGRA(RC) = (材料之最高熱釋放率/最高熱釋放率發生之時間)
但由於房間試驗費用昂貴且費時，因此以 SBI 作為實際測試儀器，
FIGRA(SBI)定義為：
FIGRA(SBI) = (材料之最高熱釋放率/最高熱釋放率發生之時間)×
1000
能以在 SBI 儀器測試之 FIGRA(SBI)代替 FIGRA(RC)，是因實驗比較 證實其相關係數為 R2=0.946，實驗結果如圖 3-2：
10 Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and
assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002
圖 3-2 歐體於 1998 年實驗中 FIGRA(SBI)與 FIGRA(RC)之相關性
(資料來源：Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002)
另 FIGRA(RC)與房間火災的關連以在 ISO 9705 房間試驗中閃燃發生 時間作為分級依據，相關性如表 3-1：
表 3-1 歐體 1998 年實驗中 FIGRA(RC)與 ISO 9705 房間試驗分級標準之相關性 分級 FIGRA(RC) (kW/s) ISO 9705 房間試驗火場狀況
A1 不存在 ---
A2 ≦0.16 無閃燃發生
B 0.16≦0.5 無閃燃發生
C 0.5≦1.5 10 分鐘後達閃燃
D 1.5≦7.5 2~10 分鐘內達閃燃
E ＞7.5 2 分鐘內達閃燃
F --- ---
（本研究整理）
(2) 煙生成量(smoke production)
煙之生成一樣以 ISO 9705 房間試驗之 SMOGRA (SMoke Growth RAte) 及 TSP(Total Smoke Production)做為參考依據，SMOGRA（RC）定義如 下，單位為 m2/s2。
SMOGRA（RC）＝（煙生成最大量之 60 秒平均/其發生時間）×1000 而在 SBI 試驗中，
SMOGRA（SBI）＝（煙生成最大量之 60 秒平均/其發生時間）×10000 而 TSP(Total Smoke Production)即為在 600s 測試時間內之煙總 量。
根據以上二參數，材料之煙生成分成以下三級：
S1: SMOGRA ≦ 30 m2/s2 且 TSP600s ≦ 50 m2 S2: SMOGRA ≦ 180 m2/s2 且 TSP600s ≦ 200 m2 S3: 不屬 S1 或 S2
(3) 著火性(ignitability) 及火焰延燒(flame spread)
以火焰在特定時間內之向上火焰延燒距離(Fs)為要求，表列如下：
表 3-2 引燃試驗(ISO 11925)中火焰延燒分級表
級數 要求 B 在 60 s 內延燒距離小於 150 mm
C 在 60 s 內延燒距離小於 150 mm D 在 60 s 內延燒距離小於 150 mm E 在 20 s 內延燒距離小於 150 mm (本研究整理)
(4) 不 燃 性 (non-combustibility) 及 總 熱 卡 釋 放 (gross calorific potential)
SBI 試驗中已對 A 級材料測其熱釋放率，但仍認為必要以材料燃燒 性 在 A 級 材 料 再 分 為 A1 及 A2 ， ISO 1182 不 燃 性 測 驗
（non-combustibility test）已在多國行之有年，另加上總熱卡試驗 (gross calorific value)是因期能測有機成分更高的材料。
(5) 著火碎片飛散(flaming droplets/particles)
著火碎片飛散是一項是否容易引燃周圍材料的因素，但不容易量 化，經研究討論後，以引燃試驗(ISO 11925)之結果分為三級：
D0: 無著火碎片飛散
D1: 有著火碎片飛散，但不超過 10s D2: 不屬 D0、D1 者
歐盟實施之裝修材料測試法及分級標準總表如下(表 3-3)：
表 3-3 歐洲之裝修材料防火性能測試基準與分級
（perENISO 1716）
PCS≦2.0 MJ/kg（1）； 及 PCS≦2.0 MJ/kg（2）
PCS≦1.4 MJ/kg（3）
PCS≦2.0 MJ/kg（4）
- PCS≦4.0 MJ/kg（2）
PCS≦4.0 MJ/kg（3）
PCS≦3.0 MJ/kg（4）
- A2
SBI 試驗 FIGRA（SBI）≦120 W/s；及 LFS＜樣品邊緣； 及
FIGRA（SBI）≦750 W/s D 引燃試驗（8）
2. 日本測試法之國際調和
11 Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and
assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002
12 A review on the state-of-the-art of fire testing and evaluation scheme under revised building standards law of Japan, 原田和典，
中日技術合作計畫，建築防火性能式設計與試驗研討會，Tainan, 2002
氣體有害性試
（資料來源：A review on the state-of-the-art of fire testing and evaluation scheme under revised building standards law of Japan, 原田和典，中日技術合作計畫，建築防火性能式設計 與試驗研討會，Tainan, 2002）
3.澳洲測試法之國際調和
澳洲於 2002 年 6 月公佈了一份其新版建築材料防火性能測試之草 案[17]13，請全世界的專家給予意見，其報告不僅將其欲改變的部分提 出，以實驗數據等方式解釋其改變更能符合火災現象分析，另外，將 此改變對經濟、社會的影響提出評估，並將在公佈後有一年半的緩衝 時間，減少對工業界的衝擊。不僅其在防火技術上（材料防火性能測試 法、分級標準等）值得我們學習，其在改變時與社會的溝通上亦值得我 們參考！
在選擇適當測試法上，提出測試法應能評估材料在火場之 1.引燃性(ignitability)
2.延燒性（spread of flame）
3.發熱程度（heat envolved）
4.煙危害（smoke developed）
並以下列五項指標作為評估原則來評估 ISO 9705 房間試驗、ISO 5660 圓錐量熱儀、ISO 5657 著火性試驗、ASTM E 662 煙箱試驗、初期 火災危害試驗(澳洲標準 AS 1530.3)，其結果如表 3-6：
1.其與真實火場之關連性
2.採用之適當性：能否適用於多種材料 3.國際調和程度
4.試驗結果之再現性與重複性 5.成本效益
13 Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and
assemblies,Proposal to amend the building code of Australia, 2002
表 3-6 五項指標評估房間試驗、圓錐量熱儀、著火性試驗、煙箱試驗、初期火災 early fire hazard
5660 圓錐量熱儀在 50kW/m2輻射熱下之熱釋放率結果輸入 VTT 及 SP 電 腦模擬程式後預測之閃燃時間作為評判標準。 裝修材料之分級如下：
表 3-7 房間實驗之分級標準
分級 房間實驗之閃燃時間 1 不發生閃燃
2 暴露於 100kW，600s 內不發生閃燃，但隨後暴露於 300kW，600 s 內發生閃燃
3 暴露於 100kW，120~600 s 內發生閃燃 4 暴露於 100kW，120s 內發生閃燃
（本研究整理）
澳洲的新測試基準並未將「煙危害」考慮在內，因其認為，只要能 控制火災規模，煙的危害就能被控制。但已有許多學者提出煙對逃生 的影響並未考慮在內，建議其增加煙危害評估，建議方案為在 ISO 9705 房間試驗中，SMOGRA(smoke growth rate index) < 100 或 ISO 5660 圓錐量熱儀中， average specific extinction area < 250 m2/kg。
其 中 測 試 成 本 部 分 ， 經 調 查 房 間 試 驗 每 試 體 只 進 行 1 次 需 6000–10000 澳幣，而圓錐量熱儀每試體只進行 3 次需 600-2000 澳 幣，其成本約差 5~10 倍。
4.美國測試法（ASTM E-84 隧道試驗）
美國建築材料之測試方法乃 ASTM E-84 ，此隧道式燃燒試驗儀長 7.32 m、寬 508 mm，材料置於天花板頂面，氣體燃燒器之輸出淨熱 87.9 kW/m2，試驗時間十分鐘，由觀測窗中判定頂面之火焰延燒速度，作為 耐燃性等級分類的依據(圖 3-3)。
此測試方法乃試驗建築材料之表面燃燒特性，分別量測下列指 標：
1.燃燒熱 (fuel contribution)
2.煙危害 (smoke developed)
而火焰延燒級數 (flame spread classification)FSC 以下列公式 決定：
rating developed
density Smoke
rating spread
Flame
FSC = −
根據國際防火組織 (NFPA)，將建築材料分為 A、B、C 三級，相對 於 ICBO’s Uniform Building Code 與 BOCA’s National Building Code 之Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。標準値以紅橡木(red oak)為 100，而以不燃材料為 0 時，A 級為 0-25，B 級 25-75，C 級為 75-200。美國各州都有不同的建 築材料評估方法，但一般均使用本法。
圖 3-3 Steiner Tunnel Test(ASTM E-84 ,UL723,UBC 8-1)
（資料來源：ASTM E-84）