第三章 研究方法及實驗規劃
第二節 實驗試體規劃設計
本研究主要使用內政部建築研究所防火實驗中心之小型多功能加熱試驗爐 試驗設備，主要針對建築物防火構造及防火設備之耐火性能研究實驗設施。
圖 3-2 小型多功能加熱試驗爐 (資料來源：本研究整理)
一、試體設計
1.試驗時間：加熱1 小時及 2 小時試驗。
2.試體整體尺寸設計：(1)CLT樓板為1.4m×1.6m；
(2)CLT牆為1.1m×0.6m。
3.試體厚度：(1)CLT樓板集成元層數為5層，每層厚度3㎝，總厚度為15cm；
(2)CLT牆集成元層數為5層，每層厚度2.4㎝，總厚度為12cm。
4.組成材料：實木板製作之直交集成板，膠合劑為水性高分子異氰酸脂。
5.以實木板料(集成元)相鄰排放，於上方佈膠之後再鋪上與前一層呈90度的實木 板料，共分有3、5、7、9層的直交集成板，可依需求生產最寬3000mm，長度 最大12000mm之各種尺寸，厚度120～300mm的樓板，並以模組化的方式安裝。
二、試體規劃
實驗試體預計進行 2 組 CLT 樓板及 2 組 CLT 牆板之耐火實驗，實驗試體使用
表 3-1 CLT 之材料基本性質
項目 日本扁柏CLT(15cm，5層) 日本扁柏(上、下外層)+柳 杉(內層)CLT(12cm，5層)
密度(g/cm3) 0.49 0.49
圖 3-3 CLT 樓板及牆試體 (資料來源：本研究整理)
三、實驗條件設定
1.實驗試體測溫點位置佈設
樓板及牆試體非加熱面測溫點佈設參照CNS 12514-1第8.1.2 節規定水平或 垂直分隔構造之試驗，非加熱面溫度測點數量不得少於5個，其中1個位於試體中 心，以及試體四等分面積中心如圖3-4所示，另距試體中心位置右側5公分處佈設 7測溫點，每間隔15mm鑽孔埋設熱電偶測溫點，分成第5層(靠近火源層) 測溫點 T-1-1，第5層中間處測溫點T-1-2，第4層與第5層膠合處測溫點T-1-3，第4層中 間處測溫點T-1-4，第3層與第4層膠合處測溫點T-1-5，第3層中間處測溫點T-1-6，
第2層與第3層膠合處測溫點T-1-7，針對CLT板材橫截面佈設測溫點，以測量炭化 前到達每一層的膠合處及中間處所需的時間如圖3-5所示。利用7mm的鑽孔器，用 綁線的方式標示出鑽孔深度後，開始依序鑽孔；鑽孔後放入些許木屑，避免防火 膠包覆測溫端部，造成量測阻礙，最後再灌入防火膠填塞。所有熱電偶之測點應 避免安置距熱橋、結點、搭接及貫穿接合處，以及螺栓或螺釘等固定件之位置50mm
CLT樓板試體 CLT牆試體 圖 3-4 實驗試體測溫點佈設位置示意圖
(資料來源：本研究繪製)
圖 3-5 CLT 板材橫截面熱電偶佈設示意圖 (資料來源：本研究規劃)
2.實驗加熱條件設定
（1）加熱條件：
實驗之加熱溫度參考 CNS 12514-1 第 6 節之規定內容，時間為 1 小時及 2 小時。
加熱試驗時爐內溫度由 CNS 12514-1 中規定熱電偶所得之爐內平均溫度如 圖 3-1 應予以監測，使其符合下列關係式。
T1 T2
T4 T5
T3
T1 T2 T3
T5 T4
單位：mm
非曝火面測溫點
式中 T = 加熱爐內平均溫度（℃）
t = 加熱時間（分）
（2）爐內壓力設定：樓板為20 Pa、牆為5 Pa。
a.加熱爐內高度方向之氣壓分布大概呈線性梯度狀態，雖然此壓力梯度會因 為爐內溫度的改變稍有變化，但在評估爐內壓力狀態時，可假設該壓力梯 度平均值為 8 Pa/m。
b.在特定高度的爐內壓力值應為標稱平均值，不考慮紊流等相關因素所造成 的壓力不穩定波動，且以相對於爐外相同高度的壓力值表示。爐內控制壓 力的平均值應依據 CNS 12514-1 9.4.2 執行監視，在試驗開始初期 5 min 應保持在±5 Pa，至 10 min 時須保持在±3 Pa。
c.垂直構件，原則上從試體底端起 500 mm 高度處之壓力值應為零(中性壓 力面)；但試體最頂端壓力不得大於 20 Pa，因此壓力平面的高度應隨之 調整。
d.水平構件，爐內壓力應於是體下方 100 mm 或測試梁構件時應於天花板水 平面下方 100 mm，其控制壓力應為 20 Pa。
3.炭化深度量測方式
CLT 實驗試體經耐火試驗後，進行炭化層之刮除以確認炭化深度及炭化速率。
CLT 實驗試體加熱面經清除炭化層後所殘留之結構斷面，以每 100mm 距離量測其 縱向及橫向炭化深度值如圖 3-6，其厚度量測設備如圖 3-7 及圖 3-8 雷射測距儀 所示，即可得知平均炭化深度值(mm)及平均炭化速率值(min/mm)。
圖 3-6 炭化深度量測位置示意圖 (資料來源：本研究繪製)
圖 3-7 厚度量測設備 (資料來源：本研究整理)
單位：mm