第六章 居室空間設置撒水系統火災實驗結果與分析
第一節 撒水頭噴頭試驗
水系統於實驗中，系統中含有壓力計與流量計，透過圖控語言程式擷取 其讀值，量測實驗過程中撒水頭之放射壓力值與放射流量值，確認每一撒水 頭特性(K 值，K-factor l/min/bar1/2)
利用以下公式來推算出撒水頭的 K 值
Q=K√p (6.5) Q=撒水頭放水量（L/min）
P=撒水頭放水壓力（kgf/cm2） K=撒水頭流量特性係數
量測到 Q=91、P=1 得 K 值為 91，探討在此放射壓力與放射流量下，對 煙層造成之影響。
第六章 居室空間設置撒水系統火災實驗結果與分析
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 時間(s)
汽油120秒灑水-不同高度之能見度比較
100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 時間(s)
第六章 居室空間設置撒水系統火災實驗結果與分析
(三)PU 沙發泡棉於有無撒水情況下之比較
將燃料 PU 置入直徑 51cm 之油盤，比較有無撒水情況下，不同高度能 見度達 10m 時間，由圖 6-5 可看出，若實驗中於無撒水無抽風(居室空間) 下，其能見度隨時間之變化，從不同量測高度 1m、0.8m 可看出有煙層。居 室空間於有撒水(0 秒時撒水)無抽風情況下，其不同量測之高度 1m、0.8m，
所呈現之能見度隨時間變化數值一致，因此判斷，撒水啟動使得空間煙層受 到亂流影響，因此撒水後，空間呈現均勻且濃度較稀薄之煙霧。
PU泡棉-不同高度之能見度有無灑水比較
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
50 70 90 110 130 150 170 190
時間(s) 能
見 度(
)m
無灑水無抽風(距離地面1m) 無灑水無抽風(距離地面0.8m) 有灑水無抽風(距離地面1m) 有灑水無抽風(距離地面0.8m)
圖 6-5 泡棉於有無撒水情況下不同高度能見度時間變化圖 (資料來源:本研究自行整理)
第六章 居室空間設置撒水系統火災實驗結果與分析
木框架-1.8m-燃料有無碰觸到水情況下能見度時間比較
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
120 140 160 180 200 220 240
時間(s) 能
見 度(
)m
燃料無碰觸水-有撒水有抽 風(距離地面1.8m) 燃料碰觸水-有撒水有抽風 (距離地面1.8m)
圖 6-7 木框架於有無碰觸水抽風情況下能見度時間變化圖 (資料來源:本研究自行整理)
第七章 建議與結論
第七章 結論與建議
第一節 結論
一、 本研究參閱歷年來內政部建築研究所成果報告所設計之火源，另針對 國內常見之火災設定火源為 A 類(木框架、PU 沙發泡棉)火災與 B 類(汽 油、庚烷)火災，共四種燃料，為模擬居室空間中，傢俱、辦公椅、油 池火災情境之燃料，了解不同燃料之能見度與其煙層下降之情形，已 完成修正煙層下降之預測公式。
二、 針對內政部建築研究所出版之建築物防火避難安全性能驗證技術手 冊，「下降煙層計算基本原則」與「煙的發生量」提出修正建議，其居 室空間下(無抽風、無供風)於 Ys>0.037 的物質可得到修正係數 k1值為 6，Ys≦0.037 的物質修正係數 k1值為 2.4。居室空間下(有抽風、無供 氣)修正係數 k1值約為 6D（D 為等量直徑），介於 NFPA 92B 內提到煙 產生量係數約為 4 與驗證技術手冊係數為 9 之間，倘若使用者運用到 本實驗之修正係數，需考量到燃料直徑之限制，因此本研究建議可維 持原先煙產生量係數為 9 較為保守。
三、 FDS 模擬於無撒水情況下得到結果可看出 5.3 版比 4.0 版煙層下降 時間更短，主要是 5.3 版有考慮到輻射熱的因素影響，另外燃料為庚 烷之 5.3 版模擬出能見度時間較慢於 4.0 版，是由於庚烷本身燃燒所產 生的煙較為乾淨，因此在 5.3 版考慮到輻射熱與煙產生量在此影響較 小，但整體來看所顯示 FDS 5.3 版與 FDS 4.0 版其模擬結果皆較實驗 值保守。FDS 5.3 版與 FDS 4.0 版模擬於有撒水情況下得到結果可看 出，在撒水情況下會造成空間亂流以及煙粒子無法溶於水中，所以 FDS 模擬有撒水火災情境其模擬結果運用時應確認其適用性。
四、 從四種燃料來觀察出，其燃燒所產生之煙在撒水後能見度之改善情
況，其中以 PU 泡棉會有較好的能見度改善效果，可作為未來在消防 救災時之參考。
第七章 建議與結論
第二節 建議
建議一
完成修正內政部建築研究所出版之建築物防火避難安全性能驗證技術 手冊中，第 2.20 節「下降煙層計算基本原則」與第 2.23 節「煙的發生量」
之性能化公式係數：立即可行建議 主辦機關: 內政部營建署 協辦機關: 內政部建築研究所
完成選定 3 種國內常見火場中危害較大的火災情境如:傢俱火災、辦公 式火災、油類火災設定為實驗火源，實驗數據，透過系統化分析，完成 300 次燃燒試驗，並修正內政部建築研究所出版之建築物防火避難安全性能驗證 技術手冊中，第 2.20 節「下降煙層計算基本原則」與第 2.23 節「煙的發生 量」公式係數，得到為 K1為 6D（等量直徑），但建議可維持原先煙產生量 係數為 9 較為保守，本研究結果可供建築主關機關在進行審查性能式設計時 審議之參考用。
建議二
持續進行於大空間火災之煙產生量與煙層下降時間之性能式公式修 正，以增加適用範圍：中長期建議
主辦機關: 內政部建築研究所 協辦機關: 內政部營建署
小型空間中，撒水會造成紊流，而導致室內之煙霧均勻分布於室內，以
致無法有效地評估煙層，而大空間下撒水，造成空間紊流將較不明顯，因此 有必要針對大空間之煙層及撒水效應進行一系列之測試，以了解如何有效掌 握及控制煙層。
建議三
未來研究建議-驗證小型居室空間中之煙層下降公式修正係數適用於大 型空間中可行性進行並於實驗空間中設置阻礙物，來探討性能式設計之可行 性，以增加適用範圍：
主辦機關: 內政部建築研究所 協辦機關: 內政部營建署
居室中，桌櫃等結構物，對室內氣流將有顯著之影響，尤其於撒水情況 下將更加明顯，因此針對小型與大型實驗空間中設置桌椅等阻礙物，來進行 煙層及撒水效應之一系列的測試，使性能式設計公式修正的更加完備，以增 加適用範圍。
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應 性能設計 Route-C，惟本所投 標須知補充說明預期成果第 三點「針對本所防火避難技術 手冊提出修正公式」，但本計 畫書未提到該手冊下降煙層 計算部分，應予以補充。
修正與應用於性能設計 Route-C 之 部 份 會 包 含 於 計 畫 預 期 成 果
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
散也應考量。撒水的部分 應考量全面撒水 與區域 撒水之不同情況 下所產 生煙量對避難之影響。
探 討煙 層 實 驗 空間 變 化 情況，並將實驗結果呈現 於期末報告。
業 務 單 位 意 見
1. 有關 p2.6 實驗規劃，請研 究團隊詳列整體 實驗所 擬定之實驗參數，例如撒 水頭型式、水壓，與其設 定緣由，以利了解實驗設 計之妥適性。
2. 請研究單位比較 分析或 說明所收集文獻 對煙層 量測方法差異性，並說明 本實驗所採用方 法之優 劣性。
3. 本研究已投入大 量人力 進行實驗與分析，為後續 實驗工作仍繁重，請研究 團隊掌握時程辦理。
1. 相 關文 件 會 配 合修 正 並 呈現於期末報告。
2. 感 謝各 位 專 家 委員 的 建 議，會儘量在有限的經費 與時間內納入研究。
三、本研究計畫期末審查會議記錄與回應情形
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
附錄 5-1~5-4、5-8、5-11 請加框。
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應 是否可改為全煙層，以免
誤解為無煙情況。
4. 研究已經具體對撒水設備 或通風設備於不同時間點 作動下煙層之變化情況，
結果請詳細整理可提供台 灣建築中心於避難評定審 查時參考。
業務單位意見
1. 有關針對本所出版之建築 物防火避難安全性能驗證 技術手冊，第 2.20 節「下 降煙層計算基本原則」與 第 2.23 節「煙的發生量」
提出修正係數 K 值，建議 研究團隊提出各種火災情 景 之 適 用 「 修 正 係 數 K 值」，以利使用驗證評估 時之準確性。
2. 有關性能驗證中下降煙層 之計算式於考慮設有水系 統滅火的空間中之修正公
1. 公式限制條件於 P58 提 出說明。
2. 模 擬 之 使 用 適 用 性 請 參考 P.75。
3. 引 用 公 式 補 充 於 成 果 報告中，詳 P.18~P.20。
4. 報 告 書 格 式 已 修 正 完 畢，如 P.7。
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
當多組實驗之資料，提出 相關驗證公式或模擬使用 條件限制說明，以使研究 之成果充份展現。
3. 各種情境實驗之結果有無 將能見度之影響進行歸納 與分析，對於避難之安全 建議對策為何？
4. 引用之公式推導，對於實 驗 或 模 擬 結 果 之 對 應 分 析 ， 似 乎 未 在 報 告 中 呈 現，建請補充。
5. 報 告 書 格 式 不 符 本 部 規 定，請繕正。
四、本研究計畫第一次專家審查會議記錄與回應情形
附錄 NFPA92B 有些差異，本 研 究 會 再 搜 尋 相 關 修 正
比對計畫書之內容。 來 得 到 滌 煙 效 果 之 數 據，目前會以其方向來做 試驗，另外會將水灑於火 源正上方，來探討其水灑 下來所產生遮蔽效應，比 對 洗 滌 效 果 來 探 找 正 面 與負面之效果程度。
2. 本 實 驗 會 以 三 種 火 災 情 境來模擬，木框架模擬家 具火災情境，PU 泡棉模 擬 沙 發 等 辦 公 室 椅 火 災，油類燃料為模擬有機 容 劑 傾 倒 發 生 火 災 之 情 況，將來研究會以比較三 種實驗結果來進行。
3. 本 身 實 驗 所 設 計 之 量 測 儀 器 有 環 境 溫 度 之 限 制，因此變化火源大小，
將 來 實 驗 將 以 以 模 擬 方 式 或 以 人 員 目 視 來 判 斷 煙層度來進行公式修正。
4. 相 關 文 件 會 配 合 修 正 並
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
附錄
項次 審查委員意見 計畫主持人回應
附錄
參考書目
參考書目
1. Society of Fire Protection Engineers (SFPE). (2002). SFPE handbook of fire protection engineering, 3rd Ed., Society of Fire Protection Engineers. , NFPA, Quincy, MA
2.NFPA 92B,“Guide for Smoke Management System in Malls”, Atria, and Large Areas, National Fire Protection Association, p.92B-26,2002
3.楊冠雄，大空間建築自然煙控設計之全尺度實驗與驗證中，中山大學，
2004。
4.董賢聲，“水系統效應對性能式煙控設計之模式研究與實驗驗證”，國立 雲林科技大學，工程科技研究所博士論文，2007
4.董賢聲，“水系統效應對性能式煙控設計之模式研究與實驗驗證”，國立 雲林科技大學，工程科技研究所博士論文，2007