第三章 帷幕牆建築物之火災危險
第二節 外牆之火災延燒特性
一、 外牆開口噴出之火焰及熱氣
建築物室內火災到達旺盛期階段，室內高溫之熱氣流自然會從開 口部噴出，此乃造成火災由起火室向上方樓層或者鄰接建築物延燒之 原因所在。因此，掌握有關噴出之火焰及熱氣之特性或行為，在火災 擴大延燒防止對策上有其重要性。
關於噴出火焰及熱氣之特性，可從其溫度分布、中心軸（最大流 速線）位置或噴出火焰之發生限界加以瞭解。圖3-4 係日本有關噴出火 焰及熱氣之溫度分布及中心軸實驗結果範例；從中可發現噴出火焰及 熱氣之中心軸，在開口部呈縱向較長情形下（細長型開口），朝上方 外側且與外牆面有所距離，而在開口部呈橫向較長情形下（扁平型開 口），中心軸軌跡呈現先稍為距離開口外牆，再回復沿著牆面之情形，
此現象稱為 CO-AN-TA 效應。另外，圖 3-5 係開口部形狀之長寬向比
與噴出熱氣流之中心軸位置關係所得結果，其呈現之傾向相當顯著。
依圖 3-5 所示，扁平型開口若與細長型開口相比較的話，顯現出向上方 樓層延燒擴大之危險性較高。
影響窗戶噴出火焰大小之因素相當複雜，包括火災居室型態（區 劃形狀、尺寸）、開口部形狀及尺寸、區劃周壁之熱性質、室內可燃 物之種類、數量及配置、環境風場條件（外部風速及風向）等，尤其 是環境風場條件具有加（或減）成效應。窗戶噴出火焰特性之國內、
外相關研究並不太多，一般防火工程上對於噴出火焰之高度及突出長圖 3-4 窗 戶 噴出火焰及熱氣之 溫 度 分 布 及 中 心 軸
32
度之計算，可以下列公式求得（如圖 3-6 所示）：
Z＝12.8(R/W)2/3－h
上式中，R 為起火居室內之燃燒速度（kg/sec），W 為窗戶寬度（m），
h 為窗戶開口高度（m）。
R 值（kg/sec）可以下式求得：
R＝1.5Q/hc
上式中，Q為平均熱釋放率（MW），hc為燃料（可燃物）之燃燒熱值
（MJ/kg），係數 1.5 為最大燃燒速度與平均燃燒速度之比率估值。
另外噴出火焰突出（外牆面）長度（P）可以下式求得：
P＝0.314 h1.53 W-0.53
圖 3-6 窗戶噴出火焰 二、 層窗間牆與外突樓板對外牆延燒之影響
外牆延燒之危險性與窗戶噴出火焰特性有密切關係，而噴出火焰 除受到上節所述因素之影響外，尚會被開口周圍構造條件所左右。例 如圖 3-7、圖 3-8 所示為起火居室噴出火焰形狀及對外牆面之加熱特 性，受到開口兩側層窗間牆（側壁）或開口上方外突樓板（屋簷）之 影響實驗結果。有外突樓板的話，火焰會從壁面遠離，也會減少向壁 面的熱輻照度（受害輻射熱），只有層窗間牆的話，火焰會接近壁面，
增加熱輻照度，顯示出向上延燒的危險也會增加。當火災居室的開口 寬度變大時，從開口兩側捲入火焰再轉而向上的外部氣流也會相對減 少，此情況之下呈現如同層窗間牆般的影響，被認為容易向上層延燒。
圖3-7 層窗間牆與外突樓板對起火居室噴出火焰之影響
（左：沒有外突樓板的火焰；右：沒有層窗間牆的火焰）
圖3-8 起火居室噴出火焰對外牆面之加熱特性