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乾式工法構造牆耐火性能實驗結果與分析

第四章 實驗結果與分析

第一節 乾式工法構造牆耐火性能實驗結果與分析

乾式工法構造牆耐火性能實驗參考美國 ASTM 規範即有特殊耐火 型石膏板 TYPE X 的測試標準-「ASTM C 1396 石膏板標準-附錄 TYPE X 測試標準」與「CNS12514-1 建築物構造構件耐火試驗法-第 8 部:

非承重區劃構件特定要求」。結果相關實驗程序與結果如後詳述。

一、實驗程序 1.實驗開始

室內氣溫須在(25±15)℃範圍內。試驗開始前 5 min 內,所有熱 電偶之初始值須持續記錄並檢查一致性。試體之變形量測值及其他狀 態亦須記錄。

試驗開始之際,試體之初始平均內部溫度及非加熱面溫度須為 (25±15)℃。

開始試驗前,爐內溫度須小於 50 ℃。當溫度控制程式依循標準

加熱曲線開始之際即視為試驗開始。從該點時間起量測經過時間,所 有手動及自動量測以及觀察系統須開始進行。

2.量測與觀察

(1) 依 CNS 12514-1 之規定,監控試體遮焰性及阻熱性是否符 合基準,並進行相關的量測及觀察。

(2) 除移動式熱電偶以外,所有固定之熱電偶在試驗期間應每 隔不超過 1 分鐘即量測一次。移動式熱電偶之量測,如溫 度在 20 秒量測時間內未達 150℃,則須持續量測。

(3) 爐內壓力之量測及記錄應在監控點連續或每隔不超過 5 分 鐘間隔進行一次。

(4) 一般性觀察

有關試體構材之變形、裂開、熔化、軟化、剝落、炭化等 現象均須記錄,另從非加熱面逸出之煙狀亦須記錄。

二、性能基準 1.遮焰性

試體在試驗中持續維持其區劃功能且沒有下列情形之一發生所 經過的時間:

(1)依 CNS 12514-1 8.4.1 使用棉花墊,棉花墊引燃。

(2)依 CNS 12514-1 8.4.2 之規定,測隙規穿過試體。

(3)在非曝火面產生超過 10 秒的持續性火焰。

2.阻熱性

試體在試驗過程中持續維持其區劃功能且非曝火面沒有下列溫 度增加情形之一所經過的時間:

(1)平均溫度的增加超過初始平均溫度 140℃。

(2)任一點(包含移動式熱電偶)的溫度增加量超過初始溫度 180℃(初始溫度為試驗開始前非曝火面之平均溫度)。

第四章 實驗結果與分析

圖 4-1 實驗前牆試體測非曝火面熱電偶(A1~A11)及變形量測點(S1、

S2)位置圖

三、實驗結果整理 1.防火時效性能

試體在「CNS12514-1 建築物構造構件耐火試驗法-第 8 部:非 承重區劃構件特定要求」試驗中所具備之防火時效性能包含遮焰性與 遮焰性結果如下:

表 4-1 乾式工法構造牆耐火性能實驗結果表 試體

編號 板材 遮焰性sec 阻熱性sec 防火時效

min'sec" 備註 SCB 矽酸鈣板-A牌 2050 2050 34'10" 耐燃1

GBR 石膏板-GBR 2520 2520 42'00" 耐燃1

GBF 石膏板-GBF 2910 2910 48'30" 耐燃1

GBFUL 石膏板-GBFUL 3640 3640 60'40" 耐燃1

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乾式工法構造牆耐火性能實驗結果顯示本研究所採用的覆蓋板 雖然其防火效能都是耐燃 1 級,但是應用於牆體進行防火時效的耐火 性能實驗則顯現出不同之防火性能表現。

在整體的防火時效性能結果顯示:石膏板(GBFUL)-60'40">

石膏板(GBF)-48'30">石膏板(GBR)-42'00">矽酸鈣板牆(CSB)

34'10"。建築物室內裝修材料的耐燃性能,是探討室內裝修材料在 火災成長期的防火性能,所需具備的是耐燃材料主要為當人為使用火 器不慎且防焰材料無法達到防止起火目的,或人為縱火行為,致使火 災由引燃期進展至成長期時,此階段建材主要性能應能使火勢燃燒擴 大 困 難 , 燃 燒 時 發 熱 量 低 , 發 煙 及 有 毒 氣 體 的 生 成 量 均 低 者 。

「CNS14705-1 建築材料燃燒熱釋放率是驗法-第 1 部圓錐量熱儀法」

此時溫度是模擬火災成長期之環境條件大約 750℃,加熱時間分別為 5、10、20 分鐘。防火構件(承重牆壁、梁、柱、樓地板頂)常是由 複合材料組成,室內裝修材料則經常被利用,而且是負擔構件的防火 性能,所以由本案實驗結果顯示室內裝修材料於火災成長期的耐燃性 能似乎並不能代表在火災旺盛期的防火性能。故將室內裝修材料進一 步測試其於不同防火階段的防火性能,並標示其防火性能是有其必要 性。

2.試體破壞性狀探討

試體在進行 CNS14705-1 實驗之後非曝火面背溫狀況顯示在板材 接縫位於試體上部區域的 A8 位置昇溫最快,最先超出規範溫度規定。

非曝火面破壞狀況亦顯示在板材接縫位於試體上部區域的 A8 位置產 生面外變形破壞最嚴重。曝火面的破壞顯示在試體上部區域的板材破 壞最嚴重。

加熱爐內部溫度顯示如圖 4-6 所示,爐內溫度分佈均勻狀況良好,

爐內上部壓力較大。試體的內部溫度如圖 4-7 所示,B 點的位置為非

第四章 實驗結果與分析

圖 4-7 試體內部溫昇圖

石膏板-GBF-UL B2

B3

第四章 實驗結果與分析

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