Fire room
4.3 實驗結果
4.3.1 火源成長率
三次不同實驗型態所得之熱釋放率分別如圖 4.8 到圖 4.10 所示，依照這些結果圖我們可以使用時間平方的成長
（t-squared）關係來趨近，實驗型態 A 到實驗型態 C 我們可 以 分 別 利 用 火 源 成 長 率 αA=0.0023 [kW/s
2
] 、 αB=0.0027 [kW/s2
] 、α=0.004 [kW/s2
]來表示各個實驗其熱釋放率隨時 間變化之情形。熱釋放率
Q = α ⋅ t
2 （kW）圖 4.8 實驗型態 A 之火源熱釋放率
0 20 40 60 80 100 120
0 100 200 300 400 500 600
time [s]
heat release rate [kW]
90
100
圖 4.9 實驗型態 B 之火源熱釋放率
圖 4.10 實驗型態 C 之火源熱釋放率
4.3.2 煙層溫度
（a） 實驗型態 A
0 20 40 60 80 100 120 140
0 100 200 300 400 500 600
time [s]
heat release rate [kW]
煙流溫度利用空間內各組熱電偶來進行量測，實驗型 態 A 所量得各組熱電偶垂直溫度分布的結果如圖 4.11 到 4.18 所示。其中圖 4.11 和圖 4.12 顯示火源房間內（T0 和 T1）
溫度受煙流影響隨時間變化之情形。由圖 4.11 和圖 4.12 可 以明顯看的出火源房間內 T0 和 T1 因為距離火源位置的不同 而所測得的溫度不同，且由於 T0 的位置離火源較近，因此 其溫度較 T1 所量得的溫度相對高。
由圖 4.13 的溫度變化可以看的出在火源點燃 210 秒之後 煙層高度下降至開口 A 之頂端（距地面 2m），這也代表煙 流在此時開始流入走道。
走道受煙流的影響溫度隨時間上升的情形如圖 4.14 到 圖 4.17 所示，其中 T5 由於距離開口 A 較近，受煙流的影響 較早且溫度變化也較大，在 270 秒後上層溫度開始受煙流的 影響而上升，T4 的溫度約在 300 秒左右才開始受煙流的影 響而改變。當煙流在天花板下方流動時，由於受週遭環境空 氣的影響會使煙流有熱損失，造成 T4 在每個時間點的溫度 都較 TS 高。
由於煙流流過 TS 之後會受到開口 B 的防煙垂壁之阻擋 而在此累積，當煙層高度下降至垂壁高度 0.8m 以下之後，
煙流會朝向 Corridor 2 來擴散，因此在走道末端之 T3 受到煙 流的影響將會延遲，約略在 360 秒左右煙流才會到達。
煙流通過開口 B 經 Corridor 2 到達開口 C 與開口 D，煙
流到達開口 C 由於會受到牆面的阻擋，煙流開始在此累積並 會有在此環繞的現象產生；到達開口 D 之煙流會受該處防煙 垂壁的影響（高 0.7m），煙流受阻擋會在此累積待煙層高度 下降至垂壁以下，煙流會往 Lobby 擴散，Lobby 中的熱電偶 組 T6 受煙流影響約略在 390 秒左右。
圖 4.11 T0 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 A）
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
46
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
47
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
圖 4.17 T3 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 A）
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
49
Fire room 的方向移動 2m，使 Corridor 1 與 Corridor 2 的面 積也改變，來觀察其煙流動的情形。實驗型態 B 所量得各組 熱電偶垂直溫度分布的結果如圖 4.19 到 4.26 所示。
其中圖 4.19 和圖 4.20 分別顯示 T0 和 T1 的垂直分布溫 度受煙流影響隨時間變化之情形。由於實驗型態 B 的火源位 置與 T0、T1 的位置與實驗型態 A 相同，因此還是會得到 T0 的溫度較 T1 所量得的溫度高之結果。
煙層高度下降至開口 A 之頂端可由圖 4.21 的溫度變化 看出，約在火源點燃 120 秒之後，此時煙流才開始流入 Corridor 1。
圖 4.22 到圖 4.25 顯示走道受煙流的影響溫度隨時間上 升的情形，T5 在煙流通過開口 A 後約略在 150 秒溫度開始 變化。 由於開口 B 的位置移動到 TS 之前，煙流流過 TS 之 前會先受到開口 B 的防煙垂壁之阻擋而在此累積，當煙層高 度下降至垂壁高度 0.8m 以下之後，煙流才會朝向 Corridor 2 來擴散，因此 TS 受到煙流的影響將會延遲，約略在 180 秒 左右。Lobby 中的熱電偶組 T6 受煙流影響約略在 390 秒左 右。
1500 2000 2500
0 [s]
30 [s]
60 [s]
50
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
height [mm]
0 [s]
30 [s]
60 [s]
90 [s]
51
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
height [mm]
0 [s]
圖 4.23 T4 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 B）
圖 4.24 TS 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 B）
0 500 1000 1500 2000 2500
20 30 40 50 60
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
30 [s]
60 [s]
90 [s]
120 [s]
150 [s]
180 [s]
210 [s]
240 [s]
270 [s]
300 [s]
圖 4.25 T3 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 B）
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
實驗型態 C 將實驗型態 B 中之開口 B 的位置再往火源 房間的方向移動 4m，觀察其煙流動的情形是否會受影響而 改變。實驗型態 C 所量得各組熱電偶垂直溫度分布的結果如 圖 4.27 到 4.34 所示。
火源房間內煙流動的情形並不會受到開口 B 位置改變 的影響，主要還是與火源距離有關，T0 和 T1 所測得的垂直 分布溫度還是會得到 T0 的溫度較 T1 高之結果。
圖 4.29 顯示位在開口 A 處之熱電偶組 TD 的溫度隨時間 垂直變化的結果，TD 所量得的結果在前 150 秒，1.5m 到 1.8 米之溫度比 0.6m 到 1.4m 還高，這似乎有些不符合煙流受熱 浮力影響由高往下累積的現象，其主要原因應該是因為 TD 熱電偶組在 0.6m 到 1.4m 處的溫度直接受到火源熱的影響，
而此時煙流受開口 A 之垂壁阻擋並未能影響到 TD 在垂壁下 方之熱電偶溫度，造成會有此現象產生。
圖 4.31 顯示 T4 的溫度隨時間變化的情形，由結果可以 知道在 1.5m 到 1.9m 高度處所測得的溫度最高，很明顯由於 開口 B 與開口 A 相距太近，煙流在通過開口 A 時即已受阻 擋，煙層高度降至 2m 以下後才往 Corridor 1 流動，此時煙 流的熱浮力還來不及使煙層向上移動即被煙流橫向速度往 前帶，快速往開口 B 的方向通過，造成開口 B 之防煙垂壁在 此似乎延緩煙流擴散的作用不大。
55
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
56
圖 4.29 TD 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 C）
圖 4.30 T5 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 C）
0 500 1000 1500 2000 2500
20 30 40 50 60
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
30 [s]
60 [s]
90 [s]
120 [s]
150 [s]
180 [s]
210 [s]
240 [s]
270 [s]
2000
2500
圖 4.31 T4 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 C）
圖 4.32 TS 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 C）
0 500 1000 1500 2000 2500
20 30 40 50 60
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
30 [s]
60 [s]
90 [s]
120 [s]
150 [s]
180 [s]
210 [s]
240 [s]
270 [s]
300 [s]
圖 4.33 T3 熱電偶垂直溫度分布圖（實驗型態 C）
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
temperature [℃]
height [mm]
0 [s]
4.3.3 煙層高度
利用 N-percent （N=10﹪）的方法（附註），可以經由 空間內各組熱電偶量測的溫度結果來估算空間內煙層高度 隨時間變化的情形，實驗型態 A 至實驗型態 C 所估算的結 果如圖 4.35 到 4.37 所示。
(1)火源房間
由圖 4.35 到圖 4.37 可知，三種實驗型態其火源房間內
（T0 和 T1）煙層開始形成、發展約略是在點火後 70 秒後，
煙層隨著火源燃燒開始累積、下降，由於 T0 較靠近火源位 置，所以由結果圖也可以看出 T0 的煙層下降的速度較 T1 來 得快，在燃燒後期約略 170 秒與 230 秒左右 T0 與 T1 處的煙 層已降至地板上方約 0.2m 處。由上述的結果可以知道無論 走道開口位置如何改變，火源房間內的煙層高度隨時間變化 的趨勢不會受到影響。
(2)走道
由圖 4.35 到圖 4.37 可知，走道煙層開始發展的時間約 略在 165 秒左右，走道煙層發展的情形明顯受到垂壁放置位 置的影響，實驗型態 A 其 TS 煙層形成之時間約略在 170 秒 左右，而實驗型態 B 與實驗型態 C 之開口 B 移至 TS 之前，
防煙垂壁延緩了 TS 煙層的形成，大約 200 秒後形成。T5、
T4 的煙層高度約在 180 秒與 200 秒左右會降至 1.5m 安全高 度以下。