3-1 建築物火災溫度特性
帷幕牆建築物火災溫度特性應考慮到該建築物使用後之可燃物 量、發生火災的燃燒時間,長期荷重的應力及安全率等因素。
通常火災係指在非預期的狀況下,可燃物與空氣中的氧氣在外部 熱量影響下進行化合作用而產生燃燒。其後藉燃燒結果產生的熱量及 熱移動使燃燒逐漸移向鄰接部位,最後造成所有可燃物的燃燒狀態。
但建築物火災與一般火災最大不同在於,火災所產生之熱量、火、煙 霧及毒氣與人類共存在同一空間中而嚴重危及人命安全,建築物火災 進行過程隨著時間變化,其擴張過程,大致上可分成五個階段(如圖 所示),各階段火災特性不同,故其對人命、財產安全維護對應策略亦 隨之不同。
(l)第一階段:起火(初期)(Initial fire)
此階段亦與下列材料特性有關:(1)材料之著火性,(2)表面燃燒
(4) 第四階段:全盛期(Fully developed fire)
自閃燃發生之後,火災擴及全房間、溫度維持一定高溫而持續 燃燒。此階段與室內全部可燃物之發熱量有密切關係,且火勢的 強度大小將依可燃物量與空氣之供給量而定。同時由於此階段之 發煙性及可燃氣體生成量甚大,火焰、煙霧開始自開口部噴出,
可能引起相鄰房間的延燒,應特別加以注意。
(5) 第五階段:擴大或衰退期(Fire propagation or decay)
火災擴大至其他結構體的階段,火焰將由門窗等開口噴出,燃
3-2 建築物火災延燒模式
一旦防火構造或防火建築物居室(房間)發生火災,火災於成長期無 法有效抑制,而進入火災之最盛期「全面燃燒」時,此時室內溫度可 高達 800℃—1200℃,而若建築物之燃燒速度未受到限制,即室內之 可燃物量足夠且空氣供應充足時,其熱分解所產生之可燃性氣體並非 全都在室內反應燃燒,而是有一部份未反應之可燃性氣體向開口部外 噴出,在外部燃燒發熱並形成火焰,對開口外部之左右上下及前面各 方造成延燒影響。
防火建築物、防火構造物或木造建築物間之延燒,一般而言,不 外乎飛火、接焰與輻射熱等三種原因,而接焰與輻射熱二者常是相互 作用,同時進行發展的。尤其是近距離之延燒,火焰接觸造成之加熱 與輻射熱,幾乎是同時作用的,距離稍大者,則是輻射熱先行加熱,
木質材料等可燃性材料之溫度昇高到一定點之後,一旦火焰前端接觸 時,瞬間即行引火;若距離更遠者,則受輻射加熱或未受輻射加熱之 木質材料,皆可能接觸飛散之火星而引發火災,若木質材料等可燃性 材料承受大量輻射熱時,亦可能無焰著火而造成自然起焰。
1.飛火
一般木造建築物發生燃燒,且在風勢較強勁情況時,下風火星會
隨著風或熱氣流飄向天空飛舞著,一旦掉落在附近一帶之建築物上, 16m/sec以上時,則成反比。但問題是在火災現場風速並非一直保持一 定,當風速減弱時,飛火即有可能飛往較遠處。若從消防及防火研究
四、板狀火星 五、加熱之鐵皮 六、塊狀火星 七、其他著火物
2.接焰
「接焰」之患為燃燒建築物產生之火焰接觸到鄰棟建築物,進而 使鄰棟建築物之木質材料等可燃物著火。無論木造建築物間或防火建 築物間之接焰延燒形成原因,不外乎建築間之防火間隔過於狹小,或 是建築物本身之燃燒狀態過於劇烈而引起的。
一般木造建築物一旦側壁上瑞或屋頂燒透時,其燃燒狀態即達火 災「全盛期」,此時屋頂、牆壁、柱子及樑等會因此而傾斜、燒落或倒 塌,處處燃燒起火的掉落物或燃燒建築物本身,隨時可能會與鄰棟建 築物之木質材料等可燃部分發生接焰燃燒,乃即使無燃燒物掉落,木 造建築物本身之火勢燃燒「炎上」及在強風的助長下,也有可能形成 傾焰流與鄰棟建築物之可燃部份發生接焰現象。故木造建築物之接焰 延燒支配因子為,建築物內之可燃物及建築物本身(包括門、窗、外牆 及屋頂)。
防火建築物或防火構造物居室(房間)燃燒時,其發生接焰的途徑對
防火建築物雙方而言,僅只有外牆開口部一途而已,其外牆開口部噴
3-3 火災對帷幕牆之作用
(二)、而非金屬帷幕牆方面亦可依材料分為 P.C.帷幕牆、石材帷 幕牆及玻璃帷幕牆三種來討論。
3-3-1 火源點在室內時的火災模式
目前國內對於一般建築物訂有各種防火區劃及防火壁,防火門等 法規,將建築物空間分成一個個獨立不會使火災擴張到其他的空間的 防火區劃。
因此,當帷幕牆建築物發生火災時,火源的進氣口幾乎被侷限在 一個單一開口(帷幕牆開口部),初期因為火點與空間的比例甚小,火 災模式為「燃料支配型」燃燒模式,在閃燃點發生後,整個空間則轉 為「空氣支配型」燃燒模式。當火災由閃燃點轉成盛火期,因為火場 空間溫度由原本的不到 200℃急速上升到 800℃至 1000℃左右,火焰 亦充滿了整個空間,此時帷幕牆直接受到火焰的加熱,及大量的輻射 熱,帷幕牆的構件亦在此時被高溫破壞。
3-3-1.1 火源點在室內時的帷幕牆破壞模式
一、 鋁金屬帷幕牆的火災破壞模式
1.襯墊:玻璃窗的成形襯墊為橡膠的易燃性材質,一般其燃點在 130
℃-150℃就會發生自燃,當著火燃燒時,火焰會沿著材料延 燒到上層空間,產生毒氣與煙,並引發玻璃剝落掉到地面層,
傷及救災人員、行人、及車輛等。
2.填縫材:以矽利 康為主的填縫材,一般其燃點在 190℃就會發生自 燃,所以當 F.O.(閃燃點)發生後,首先發生自燃並沿著材 料成帶狀延燒到上層空間,並產生毒氣與煙影響人員逃生,
櫬墊 填縫材
玻璃
鋁板及鋁合金框架 繫件與鋼骨
又由於現在的帷幕牆玻璃大都是用矽利康固定及填縫,故當 矽利康燃燒脫落後,即引發玻璃的全面脫落,對地面救災人 員及車輛造成傷害。
3.玻璃:目前帷幕牆的玻璃大多數採用反射玻璃、色版玻璃,此種玻 璃雖然其軟化溫度為 720℃到 730℃,但常因為 F.O.所造成的 壓力變化及因火焰非均勻的加熱變化產生熱應力而破損,並 掉落到地面層上傷及救災人員、行人、及車輛等。
4.鋁板及鋁合金框架:鋁材約在 300℃時就會因為火場高溫降低其承載 力,故在閃燃點後,鋁板會融化產生破洞甚至脫落,而鋁合 金框架因為高溫而失去其應有的應力。
5.繫件與鋼骨:鋼材在高溫 450℃下若未有防火處理會因為火場高溫降 低其承載力,引起帷幕牆全面脫落。
二、不鏽鋼金屬帷幕牆的火災破壞模式
1 襯墊:玻璃窗的成形襯墊為橡膠的易燃性材質,一般其燃點在 130
℃-150℃就會發生自燃,當著火燃燒時,火焰會沿著材料延 燒到上層空間,產生毒氣與煙,並引發玻璃剝落掉到地面層 上傷及救災人員、行人、及車輛等。
2.填縫材:以矽利康為主的填縫材,一般其燃點在 190℃就會發生自 燃,所以當 F.O.(閃燃點)發生後,首先發生自燃並沿著材 料成帶狀延燒到上層空間,並產生毒氣與煙影響人員逃生,
又由於現在的帷幕牆玻璃大都是用矽利康固定及填縫,故當 矽利康燃燒脫落後及引發玻璃的全面脫落,對地面救災人員 及車輛造成傷害。
櫬墊 填縫材
玻璃
繫件與鋼骨 不鏽鋼板
3.玻璃:目前帷幕牆的玻璃大多數採用反射玻璃、色版玻璃,此種玻 璃雖然其軟化溫度為 720℃到 730℃,但常因為 F.O.所造成的 壓力變化及因火焰非均勻的加熱變化產生熱應力而破損,並 掉落到地面層上傷及救災人員、行人、及車輛等。
4.繫件與鋼骨:鋼材在高溫 450℃下若未有防火處理會因為火場高溫降 低其承載力,引起帷幕牆全面脫落。
5. 不銹鋼板:不銹鋼板約在 800℃-1000℃時就開始軟化,故在閃燃點 後,就因為高溫而失去其應有的應力軟化甚至脫落。
三、預鑄混凝土帷幕牆的火災破壞模式
1 襯墊:玻璃窗的成形襯墊為橡膠的易燃性材質,一般其燃點在 130
℃-150℃就會發生自燃,當著火燃燒時,火焰會沿著材料延 燒到上層空間,產生毒氣與煙,並引發玻璃剝落掉到地面層 上傷及救災人員、行人、及車輛等。
2.填縫材:以矽利康為主的填縫材,一般其燃點在 190℃就會發生自 燃,所以當 F.O.(閃燃點)發生後,首先發生自燃並沿著材 料成帶狀延燒到上層空間,並產生毒氣與煙影響人員逃生,
櫬墊 填縫材
玻璃
繫件與鋼骨
又由於現在的帷幕牆玻璃大都是用矽利康固定及填縫,故當 矽利康燃燒脫落後及引發玻璃的全面脫落,對地面救災人員 及車輛造成傷害。
3.玻璃:目前帷幕牆的玻璃大多數採用反射玻璃、色版玻璃,此種玻 璃雖然其軟化溫度為 720℃到 730℃,但常因為 F.O.所造成的 壓力變化及因火焰非均勻的加熱變化產生熱應力而破損,並 掉落到地面層上傷及救災人員、行人、及車輛等。
4.繫件與鋼骨:鋼材在高溫 450℃下若未有防火處理會因為火場高溫降 低其承載力,引起帷幕牆全面脫落。
5.混凝土版:混凝土版材料本身為不燃材,在火場高溫下亦不容易全 面破裂,只會有局部的裂痕及剝落。
四、石版帷幕牆的火災破壞模式
1 襯墊:玻璃窗的成形襯墊為橡膠的易燃性材質,一般其燃點在 130
℃-150℃就會發生自燃,當著火燃燒時,火焰會沿著材料延 燒到上層空間,產生毒氣與煙,並引發玻璃剝落掉到地面層 上傷及救災人員、行人、及車輛等。
2.填縫材:以矽利康為主的填縫材,一般其燃點在 190℃就會發生自 燃,所以當 F.O.(閃燃點)發生後,首先發生自燃並沿著材
櫬墊 填縫材
玻璃
繫件與鋼骨 石版
料成帶狀延燒到上層空間,並產生毒氣與煙影響人員逃生,
又由於現在的帷幕牆玻璃大都是用矽利康固定及填縫,故當 矽利康燃燒脫落後及引發玻璃的全面脫落,對地面救災人員
又由於現在的帷幕牆玻璃大都是用矽利康固定及填縫,故當 矽利康燃燒脫落後及引發玻璃的全面脫落,對地面救災人員