第三章 國內火災模擬使用現況及相關研究成果
第二節 國內相關實驗及模擬研究成果
國內目前建築物性能設計多以火災模擬程式進行驗證，火源設定需要實驗數 據作為參考依據，而我國內政部建築研究所已有相當豐厚的火災研究成果可供參 考，包括油盤火災、木框架火災、機車火災等，亦有研究探討我國常見傢俱之火 載量及發熱量，如：神桌椅、辦公椅、木櫃等，另有研究針對全尺寸實驗及 FDS 模擬結果進行探討，下列將分別依實驗燃燒分析及 FDS 火災模擬分析進行說明。
一、實驗燃燒分析
內政部建築研究所 93 年研究報告「送排風與房間高度對火災成長之影響評 估研究」7，其實驗為兩大部分，第一部分為油盤燃燒實驗，其使用不同尺寸及 數量之油盤，燃料為 92 無鉛汽油；第二部分為木框架燃燒實驗，其使用不同木 框架、木框架數量及層數進行，以酒精膏為引火源，實驗結果可用於估算熱釋放 率及廢氣濃度，另可瞭解木質燃料之引燃特性、發煙特性及質量損失率。
內政部建築研究所 94 年研究報告「建築空間火災特性之分析與印證-住宅單 元之實尺寸火災特性分析」8，實驗以 92 無鉛汽油之油盤作為引火源，試驗一部、
兩部及三部機車之熱釋放率，實驗結果發現機車之熱釋放率與機車數量呈非線性 成長，而機車數量越多越快達到完全發展期，但不同機車數量卻不影響點燃至燃 燒結束之時間。
內政部建築研究所 94 年研究報告「性能設計與設計火源檢證研究-火載量與 閃燃時間評估在性能法規上之應用研究」9，此研究蒐集各式常見之可移動式可 燃物之火載量資料（包含床墊、辦公椅、沙發及木製傢俱共 52 項），依其尺寸、
用途、外觀、材質、重量及實驗條件列出熱釋放率與火載量等資訊。並針對我國 常見之神桌椅、辦公椅、高木櫃、低木櫃及桌板進行火載量實驗，經實驗測得神 桌椅最大熱釋放率為 2.11MW（如圖 3-1），單位重量之發熱量為 14.47 kJ/kg；圖
7蔡銘儒、蕭邦安，「送排風與房間高度對火災成長之影響評估研究」，內政部建築研究所，民國
93 年
8林大惠、蒲仁勇、陳榮洪、賴啟銘，「建築空間火災特性之分析與印證-住宅單元之實尺寸火災
特性分析」，內政部建築研究所，民國 94 年
9蔡匡忠、陳信宏，「性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估在性能法規上之應用
研究」，內政部建築研究所，民國 94 年
3-2 辦公椅最大熱釋放率為 300kW；圖 3-3 高木櫃最大熱釋放率為 970kW，發熱 量為 14.04 kJ/kg；圖 3-4 低木櫃最大熱釋放率為 510kW，發熱量為 14.98 kJ/kg；
圖 3-5 桌板最大熱釋放率為 160kW。
圖 3-1 神桌椅之熱釋放率
（資料來源：性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估 在性能法規上之應用研究，內政部建築研究所，民國 94 年）
圖 3-2 辦公椅之熱釋放率
（資料來源：性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估
在性能法規上之應用研究，內政部建築研究所，民國 94 年）
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圖 3-3 高木櫃之熱釋放率
（資料來源：性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估 在性能法規上之應用研究，內政部建築研究所，民國 94 年）
圖 3-4 低木櫃枝熱釋放率
（資料來源：性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估
在性能法規上之應用研究，內政部建築研究所，民國 94 年）
圖 3-5 桌板之熱釋放率
（資料來源：性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估 在性能法規上之應用研究，內政部建築研究所，民國 94 年）
上述研究已有相當大量實驗數據及結果，但實驗結果並無以火災模擬進行分 析比對，使實驗結果無法有效地運用於火災模擬中，亦無法使火災模擬之設定更 加準確，因此，本研究將相關實驗結果與模擬進行比對，以強化模擬設定時之準 確性。
二、FDS 模擬程式數值模擬分析
內政部建築研究所 92 年研究報告「建築物單一房間火災模式建立之研究」10， 其分別針對油盤及單一燃燒試驗裝置（SBI）於房間試驗中實驗，同時以 FDS 模 擬房間試驗藉以比對實驗與模擬結果，結果顯示實驗溫度與 FDS 模擬溫度差異 相當大，其說明 FDS 程式對於火焰燃燒對材料之反應與熱回饋並無法模擬，因 此 FDS 僅適用於已產生火災成長階段之模擬，對於較小火源之模擬及火焰燃燒 上有其使用上之限制。
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內政部建築研究所 97 年研究報告「建築物火災於防火性能的全尺寸驗證與 整合分析(二)數值模擬分析」11，其比對全尺寸實驗與 FDS 模擬，圖 3-6 結果顯 示通風良好時 FDS 可較準確模擬實驗初期之情況，且整體熱釋放率之趨勢和實 驗結果相當吻合；圖 3-7 顯示在通風條件較差時，FDS 則無法模擬實驗時之火場 情況；圖 3-8 顯示 FDS 無法正確模擬電纜線的燃燒情形。
圖 3-6 通風良好（雙開口）時不同材料（雲杉木（spruce）與合板
（plywood））設定下模擬與實驗熱釋放率比較
（資料來源： 「建築物火災於防火性能的全尺寸驗證與整合分析(二) 數值模擬分析」，內政部建築研究所，民國 97 年）
11何明錦、林大惠，「建築物火災於防火性能的全尺寸驗證與整合分析(二)數值模擬分析」，內政
部建築研究所，民國 97 年
圖 3-7 通風不良（單開口）時不同材料（雲杉木（spruce）與合板
（plywood））設定下模擬與實驗熱釋放率比較
（資料來源： 「建築物火災於防火性能的全尺寸驗證與整合分析(二) 數值模擬分析」，內政部建築研究所，民國 97 年）
圖 3-8 電纜線燃燒模擬與實驗熱釋放率比較
（資料來源： 「建築物火災於防火性能的全尺寸驗證與整合分析(二)
數值模擬分析」，內政部建築研究所，民國 97 年）
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上述研究結果顯示 FDS 模擬與實際實驗結果仍有所差異，而現今建築物性 能設計僅以火災模擬程式進行驗證，其準確性及可信度仍有所疑義，因此，本研 究將建立火災模擬程式之火源及邊界條件設定原則將可有效提升模擬之準確 性。
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