單開口部挑高空間實驗

本實驗家具擺設與 3-2 節雙開口部實驗相同，但天花板加高 90cm 至 340cm，且東北開口部封閉。以觀察加高天花板及減少開口對閃燃之影響。

一、實驗儀器配置

圖 5.55 為本實驗配置圖。本次實驗所使用的監測儀器與場地大小都 和第 2 次實驗大致相同。不同的條件有，實驗屋天花板高度加高 90cm，

總高度為 340cm。東北開口部封起來，東南開口部全開，引火源功率為 30Kw，引火時間約為 630 秒。下圖虛線圓為點火處。整體實驗設備配置 如表 5.6 所示。

圖5.45 單開口部挑高空間實驗配置圖

表 5.6 單開口部挑高空間實驗之儀器配置 儀器名稱 數量 位置及代號 距地高度 方向 熱偶樹 7 個 TC1、TC2、TC3

TC4、TC5、TC6 TC7

註 1

熱輻射計 5 個 R1、R2、R3、R4、R5 R1、R4：150cm R2、R5：180cm

T4、T5、T6、T7

T0~T1：230cm T4：150cm T5：30cm T6、T7：180cm G-2：180cm

G-1：西北向

表 5.7 單開口部挑高空間實驗之火災歷程

時間歷程 發生現象 參考圖片

0 秒 引燃引火源

120 秒 開始產生煙 圖 5.56(a)

240 秒 火場內側屏風被引燃 420 秒 火場屏風內蜂巢板引燃 480 秒 火場內產生嗶啵聲 540 秒 火場內側桌板引燃

600 秒 火場內通道旁矮櫃引燃 圖 5.56(b)

630 秒 燃燒器關閉

720 秒 火場內濃煙層下降至屏風高度 840 秒 火場內外側屏風引燃

900 秒 火場內濃煙層下降至矮櫃高度

980 秒 火場內火焰開始竄出開口部 圖 5.56(c)

1050 秒 大量濃煙竄出開口部，啟動綜合實驗場機械抽風排煙機 1080 秒 火焰從開口部竄出達到高度約為 4m 高

1140 秒 實驗場的圍牆壁間隙逸出濃煙

1200 秒 實驗場後側開口部的封板接縫處有火焰竄出

1380 秒 火勢持續旺盛燃燒，火焰從開口部竄出已達 5m 高 圖 5.56(d) 1440 秒 實驗場外圍的牆壁逸出的煙由白煙轉變成黑煙

1500 秒 實驗場後側開口之封板接縫處，火焰竄出之情形更加猛烈 1620 秒 開口部竄出的火焰高度逐漸變低

1740 秒 實驗場產生大量濃煙，散佈整個試驗場並有強烈刺鼻味 圖 5.56(e) 1860 秒 開口部竄出的火焰高度僅剩 1.5m

1980 秒 開口部竄出的火焰高度僅剩 1m

2640 秒 火場內部產生一爆炸聲，疑似家具倒塌聲響 2670 秒 開口部已無火焰竄出

2880 秒 火場內部火勢逐漸變小 圖 5.56(f)

3000 秒 火場內部火勢逐漸變小，僅剩外側屏風尚在燃燒 圖 5.56(g)

3300 秒 實驗終止 圖 5.56(h)

(a)東南開口部(120 秒) (e)東南開口部(1740 秒)

(b)東南開口部(600 秒) (f)內視鏡西北開口部(2880 秒)

(c)東南開口部(980 秒) (g)內視鏡西南開口部(3000 秒)

(d)側視東南開口部 2 樓(1380 秒) (h)東南開口部(3300 秒) 圖5.46單開口部挑開空間火災過程照片圖

也由開口部噴出。TC1 與 TC2 在 500 秒到 800 秒間，中下層溫度(TC1,4 到 TC4,9 和 TC2,4 到 TC2,9)溫度曲線亂跳，乃因點火位置就在 TC1 與 TC2 附近之故。

火場上層溫度在 2500 秒達到最高溫，且越接近氣流出口處，溫度越 高。TC7，TC6，TC5，TC4，TC3 皆達 1200^OC 以上，TC2 及 TC1 稍低，亦有 1100^OC 左右。事實上火場下層溫度，此時也都達到接近 1200^OC，可說全 部火場的空間溫度相當均勻。而 TC7,3 為最高溫達 1350^OC，因為是在開 口部上緣，火焰噴出處。火場在 2500 秒後火勢逐漸變小，火場溫度也逐 漸降低，到 3500 秒時已降至約 800^OC。

圖 5.58，代表火場四個角落距天花板 10cm 處之溫度，可看出 T1、

T2、T3 之溫度相當接近。在 1000 秒有陡升至 600^OC，在約 2300 秒達最高 值，2600 秒後開始下降。而 T3 為最低，因為它不是在火焰噴出處，反而 T1 因有火焰由天花板與牆縫噴出，溫度為最高。另外 T0 因線路故障，未 有數據。

圖 5.59，T4 為氣流出口溫度的變化，在約 1000 秒時陡升至 800^OC，

其後持續維持在約 900^OC 至 2600 秒。因為氣流持續流出，故其溫度能維 持穩定，而再此實驗中 T5 處並沒有開口，所以其溫度在 2000 秒後高於 T4，是因為熱氣累積不散之故。

圖 5.60，T6 與 T7 代表西牆內外溫度，T6 基本上反應火場火勢變化，

從 500 秒後持續上升，至 2600 秒達最高溫 1150^OC，而後漸降。而 T7 一 直維持在 200^OC 以下，其中 1600 秒到 2400 秒之間 T7 降成 40^OC，應是接 觸不良之故。從外牆溫度維持在 200^OC 以下之事實，可知輕質水泥磚牆隔 熱效果良好。

圖 5.61 為熱釋放率變化圖，總熱釋放率

Q

& 由 500 秒開始上升，火場₀ 漸趨劇烈，

Q

& 在 1000 秒左右陡升，代表閃燃開始全面引燃，₀

Q

& 迅速增₀

至 3MW 以上。

Q

& 在 1500 秒左右達最高值 5MW 但持續時間不長，超過 4MW₀ 的時間只維持了約 400 秒，而維持超過 3MW 之時間則長達 1200 秒，直到 2600 秒後火勢降低

Q

& 才下降。THR 累計在 3200 秒時達 6000MJ，故平均₀ Q⁰約 2MW。

Q

& 最高達 2MW，大部分時間在 1MW 以下，但因在火場內已有對_T 流及傳導熱損失，

Q

& 並不能代表原始對流熱釋放率。 _T

此次實驗，由溫度陡升至 600^OC 以上來判斷閃燃，時間約在 1000 秒。

而由火場觀察判定閃燃約在 1050 秒，可見以煙氣上層溫度 600^OC 來判定 閃燃是相當可靠的。

0 1000 2000 3000 4000

0 1000 2000 3000 4000

t(s)

0 1000 2000 3000 4000

t(s)

0 1000 2000 3000 4000

t(s)

圖5.47(a) 單開口部挑高空間火災熱偶樹溫度變化(TC1~TC4)

0 1000 2000 3000 4000

圖5.47(b) 單開口部挑高空間火災熱偶樹溫度變化(TC5~TC7)

0 1000 2000 3000 4000 t(s)

0 200 400 600 800 1000

T(

o

C)

T0 T1 T2 T3

ORT3

圖5.48 單開口部挑高空間火災之房間4個角落溫度變化

0 1000 2000 3000 4000

t(s) 0

200 400 600 800 1000 1200

T(

o

C)

T4 T5 ORT3

圖5.49單開口部挑高空間火災之房間進出口溫度

0 1000 2000 3000 4000

0 1000 2000 3000 4000

0

Oxygen Consumption ORT3

Gas Temperature Rise ORT3

OTR3

圖5.51單開口部挑高空間火災熱釋放率之變化

在文檔中 建築防火安全設計與驗證研究(以辦公室為例) (頁 160-170)