非工程類實驗儀器設備將分別設置於防火材料實驗館中的耐燃 材料實驗室、防焰材料實驗室和燃燒煙毒實驗室，及耐火結構實驗館 中的部材防火實驗場，並包含各實驗設施所需之通用實驗儀器。上述 非工程類實驗儀器設備之購置項目及需求等級，請參見表二；而其基 本規範，則請參見八十八年三月十五日諮詢會議之參考資料，「建築 防火實驗群非工程類實驗儀器設備資料彙編」【4】。
為了進行各單項儀器設備細部規格之調查及編訂，吾人擬定儀器 設備採購規範內容，包括：設備規範、設備性能、本體規格、附屬配 備、相關尺寸、用電需求、供水需求、空氣供應、燃料供應、排氣設 施、排氣後處理、有毒物處理、廢棄物處理、工安設施、與相關儀器 配合需求、其他需求、消耗及備品、保固及維護、以及驗收方式等項 目。由於儀器設備項目繁多（部分項目之採購規範列於附錄一，以玆 參考），無法一一於本文中詳列，吾人於此僅以耐燃材料實驗室之圓 錐量熱儀(Cone Calorimeter)為範例（表三），加以說明。圓錐量熱儀 之設備規範主要依據 ASTM E1354 和 ISO 5660-1，而研擬時係以 ASTM E1354 為主；設備性能要求，包括：量測評估材料之熱釋放率、
質量損失率、有效發熱量、引燃特性、及發煙特性等項目；本體規格 則涵蓋：錐形輻射加熱器、排氣系統、質量量測系統、試件固定系統、
點火系統、氧分析儀和氣體取樣系統、煙霧遮蔽量測系統、實驗控制 管理、數據攫取和分析系統等八大部分，詳細採購規範如表三所列細 目。本系統需要於實驗室中安置排氣設施，並連接至實驗大樓排氣系 統，現階段實驗大樓正在施工中，而且實驗室及儀器設備之相關配置 尚未確定；因此，排氣設施、有毒物及廢棄物處理部分，將配合大樓 施工完成及實驗室配置確定後，再進一步規劃。
本案完成調查編訂之儀器設備，將個別建檔以利爾後採購開標作 業以及試車驗收時參考使用，各個儀器設備資料檔案內容包括：(1) 型錄或說明書，(2)基本設計圖面，(3)安裝及操作手冊，(4)報價單，
(5)相關文獻或技術資料等相關文件。
表三 內政部 建築研究所 防火實驗群 儀器設備採購規範（範例）
設備編號 購置年月 年 月
設備名稱 圓錐量熱儀(Cone Calorimeter)
安置地點 耐燃材料實驗室 實驗室編號 Rm.
ASTM E1354
Standard Test Method for Heat and Visible Smoke Release Rates for Materials and Products Using an Oxygen Consumption Calorimeter
ISO 5660-1
Fire tests – Reaction to fire –
Part 1: Rate of heat release from building products (Cone calorimeter method)
設備性能
1. 利用耗氧原理（13.1MJ / 1kg O2）評估材料之單位面積熱 釋放率(heat release rate per unit area)，量測項目包括：
(a)耗氧量(oxygen consumption, mole fraction)和 排氣流率(exhaust flow rate, m3/s)，
(b)最高單位面積熱釋放率(maximum heat release rate per unit area, kW/m2)，
(c)不同時段平均單位面積熱釋放率(average heat release rate per unit area, kW/m2; specified at 60, 180, and 300sec after ignition, or for other appropriate periods)，
(d)全發熱量(total heat released by specimen, MJ/m2)。
2. 量測材料之單位面積質量損失率(mass loss rate per unit area, g/m2s)，配合前項所求得單位面積熱釋放率，可求得 材料之有效燃燒熱(effective heat of combustion, MJ/kg)。
3. 利用光的遮蔽程度(obscuration of light)量測平均比熄滅面 積(average specific extinction area, m2/kg)，來評估材料之發 煙特性(smoke development)。
4. 量測材料自暴露於外加引燃源(external ignition)之瞬時到 產生穩焰所需時間(time to sustained flaming, sec)，來評估 材料之引燃特性(ignitability)。
本體規格
依據 ASTM E1354 規範，本設備本體規格概述如下：
1. 錐形輻射加熱器(conical-shaped radiant electric heater) (a)雙層不銹鋼製錐形罩內側緊密纏置電熱元件，其最大加
本體規格
熱功率為 5000W，錐形罩夾層內置密度約為 100kg/m3 之耐火材料。
(b)加熱器可調整為垂直或水平擺置，提供試件表面之最高 發熱量(irradiance)可達 100kW/m2，發熱量在試件中心 50 x 50mm 區域之均勻度於水平擺置時為±2%，垂直擺 端進氣風管(intake duct)和後端排氣風管(exhaust duct)組 成，排氣流率操作範圍為 0.012~0.035m3/s。
(b) 錐 形 集 氣 罩 和 進 氣 風 管 間 置 一 侷 限 孔 口 (restrictive orifice)以促進氣體混合，進氣風管上配置一氣體取樣環 形探針(gas sampling ring probe)，並預留煙霧遮蔽量測位 置、煙灰收集(soot collection)量測位置和熱電偶量測孔。
(c) 後 端 排 氣 風 管 上 配 置 一 孔 口 板 流 量 計 (orifice plate flowmeter)以量測排氣流速，而置一熱電偶以量測排氣 溫度。
3. 質量量測系統(mass loss measurement system)
利用負荷單元(load cell)量測試件質量變化，負荷單元量測 範圍可達 1000g，準度則為 0.1g。
4. 試件固定系統(specimen mounting system) (a)依據 ASTM E1354 規範。
(b)試件固定可調整為垂直或水平擺置。
5. 點火系統(ignition system)
(a)外加引燃源由火星塞(spark plug)和 10kV 變壓器所組成。
(b)引燃計時器(ignition timer)之準度為 1 小時量測值之誤 差小於 1 秒。
6. 氧分析儀和氣體取樣系統(oxygen analyzer & gas sampling system)
(a)順磁型(paramagnetic type)氧分析儀，量測範圍為 0~25%
O2，量測值之重現性(repeatability)誤差低於 100ppm；分 析儀應具線性反應，1/2 小時量測期間偏差不能超過
本體規格
7. 煙霧遮蔽量測系統(smoke obscuration measuring system) (a)量測系統包含 1mW 氦氖雷射(He-Ne laser)、主要和參考
檢知器(detector)、電子和光學元件，整體系統分成兩截 而利用耐火襯墊(refractory gasket)和繫軛(split yoke)緊 箍於進氣風管。
(b)煙霧遮蔽量測位置上的進氣風管兩側焊接兩根細管，用 來調節雷射光，同時容許煙霧積附於管壁而避免污染光 學元件。
(c)配備兩組經由雷射波長 0.6328µm 校準且具不同值(0.3, 0.8)之校正濾鏡(neutral density filter)。
8. 實驗控制管理、數據攫取和分析系統(system control, data acquisition and reduction)
(a)實驗控制管理系統為視窗式控制軟體(windows based software)，可自動啟動、校正和進行試驗，試驗進行中
1. 熱吸收計(thermal absorber)
錐形加熱器作用下，使用水冷式熱吸收計為試件預先定 位，可提升引燃時間量測之準度。
2. 熱通量校正(heat flux calibration)
(a)錐形加熱器之發熱量由溫度控制器來控制，而其設定和 調整則使用熱通量計(heat fluxmeter)來校正。
(b)熱通量計可為箔片式(foil)或熱堆式(thermopile)，水冷式 圓形輻射接收面需平整，且披覆耐久暗黑(matt-black)塗 層；量測範圍需達 100kW/m2，準度需在±3%範圍內，
重現性需在 0.5%範圍內。
附屬配備
3. 熱釋放率校正(heat release rate calibration)
(a)使用校正燃燒器(calibration burner)進行熱釋放率校正。
(b)校正燃燒器為一方形長銅管，其方形孔口外罩整流網用
用電需求 220VAC, 40 Amps, 60Hz, single phase 供水需求 Tap water 3L/min, 241kPa (35psi)
空氣供應 No oil/water compressed air, 620kPa (90psi) 燃料供應 Methane (UHP 99.9%), 25L/min
標準氣體 Oxygen-free nitrogen (UHP 99.9%), 5L/min 排氣設施 需外接實驗大樓排氣系統。
2. 型錄或說明書：Cone Calorimeter III, Combustion Analysis System, Toyo Seiki Seisaku-Sho, LTD.（附件一）
3. 報價單：Cat. No.607, Cone Calorimeter III, Model: C3，富 友企業有限公司（附件二）
4. 文獻或技術資料：Cone Calorimeter III C3，各類文件簡介 說明，富友企業有限公司（附件三）