案例探討

本章第一、二節所介紹之模擬範圍及參數設定為本節之基本條件，本 節模擬討論目標為地下三層商場內之火災，如圖 4.29 所示，火源設於一座 通往地下二層之電扶梯旁，電扶梯周圍以防煙垂壁環繞並以捲門區劃，如 圖 4.30 所示，本節將討論之重點如下：

1. 捲門在不同作動模式下對煙流蔓延之差異，表 4.7 為各情境之捲門 控制模式

2. 捲門本身受熱之變形情況以及熱應力分佈 表 4.7 捲門控制說明

情境 捲門控制模式

情境一 未動作

情境二 地下三層偵煙器確認火災發生後連動捲門 下降，捲門下降至離地面 2 公尺處。

情境三 地下三層偵煙器確認火災發生後連動捲門 下降，捲門下降至地面。

4.4.3 模擬結果模擬結果模擬結果模擬結果 一、 情境一

1. 火災發生後煙流於地下三層蔓延，於 120 秒後煙流開始向地下二層 蔓延，地下三層與地下二層煙層持續下降，如圖 4.31 所示。

2. 地下三層於高度 1.8 公尺處之溫度、能見度、CO 之分佈如圖 4.32、

圖 4.33 及圖 4.34 所示，由於在 120 秒至 300 秒之間環境之變化明 顯，在此段時間內每 30 秒取一張圖表示，而在 300 秒之後環境幾 乎已不利於人員逃生，因此取最後模擬時間 720 秒表示。

3. 地下二層於高度 1.8 公尺處之溫度、能見度之分佈如圖 4.35、圖 4.36 所示，在火災模擬時間 720 秒內，地下二層僅在手扶梯開口處有危

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險之狀況，其於區域仍在人員生命安全標準之範圍內。

二、 情境二

1. 於火源所在之防煙區劃設置之偵煙器於 38 秒時確認發生火災，並 連動防火捲門開始下降，於 57 秒時捲門下降至距地面 2 公尺處。

2. 火災發生後煙流於地下三層開始蔓延，在 360 秒後煙流開始向地下 二層蔓延，地下三層與地下二層煙層持續下降，如圖 4.37 所示。

3. 地下三層於高度 1.8 公尺處之溫度、能見度及 CO 分佈如圖 4.38、

圖 4.39 及圖 4.40 所示，此情境擷取圖之方式如同情境一。

4. 地下二層於高度 1.8 公尺處之溫度、能見度分佈如圖 4.41、圖 4.42 所示，在火災模擬時間 720 秒內，地下二層僅在電扶梯開口處有溫 度高於 60℃之狀況。

三、 情境三

1. 於火源所在之防煙區劃設置之偵煙器於 38 秒時確認發生火災，並 連動防火捲門開始下降，於 79 秒時捲門完全關閉。

2. 火災發生後煙流於地下三層蔓延，地下二層未有煙流竄入，煙層高 度在地下三層逐漸下降，如圖 4.43 所示。。

3. 地下三層於高度 1.8 公尺處之溫度、能見度及 CO 之分佈如圖 4.44、

圖 4.45 及圖 4.46 所示，此情境擷取圖之方式如同情境一。

4. 地下一層在火災模擬時間 720 秒內，其環境均在人員生命安全標準 之範圍內。

四、 情境比較

各情境於起火室內環境達到不利於人員逃生時間之比較，以設於緊急 逃生梯入口處、高度 1.8m 之溫度量測點進行分析，所分析之量測點位置如 圖 4.47 所示，此點溫度隨時間變化情形如圖 4.48 所示，該量測點之溫度隨 時間逐漸上升，各情境溫度達到 60℃之時間如表 4.8 所示，而情境二、情 境三上升情況較情境一快速，在此以溫度達到 60℃為判定標準，則情境二

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與情境三該點之環境達到危險較情境一提早約 30 秒，因此，該位置之緊急 逃生梯在捲門動作之情況下將減少約 30 秒之逃生時間。

表 4.8 各情境達到危險時間

情境 情境一 情境二 情境三

時間 217 秒 189 秒 186 秒

五、 捲門變形模擬

電扶梯間共設有三組捲門，在此選用離火源最近之捲門進行分析，如 圖 4.49 所示，捲門之門片形式如圖 4.50 所示，由先前 FDS 模擬所得之捲門 表面溫度如圖 4.51 及圖 4.52 所示，表面溫度除了離火源最近處溫度略高 外，其於部分溫度分佈均相當均勻，以下所討論之捲門變形量以垂直捲門 面之變形量為主：

(一) 捲門下降至離地面兩公尺處

1. 模型外觀及其拘束條件如圖 4.53 所示，捲門寬 7.2 公尺、高 2.5 公尺，頂端之拘束為完全固定，左右兩側限制其 x、z 方向之位 移，底端則無任何拘束條件。

2. 由情境二進行模擬得到捲門之均溫如圖 4.55，而捲門變形量如 圖 4.56 所示，由捲門均溫以及變形量可以發現捲門變形量之變 化趨勢與捲門溫度相當接近，捲門變型之外觀示意圖如圖 4.57 及 4.58 所示。

3. 捲門在每兩分鐘之變形情況如圖 4.59 所示，變形量為負值表示 變形向火場之方向，捲門之變形量以中間偏下部為最大，方向 為向火場內變形，最大值為 319mm。

4. 捲門在每兩分鐘之熱應力分佈如圖 4.60 所示，最大值達到 1.0 Gpa，熱應力由兩側向中間遞減，在門片與門片接合部分所承 受之應力強度較小，而最大之應力強度則集中於捲門底端兩

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側。

(二) 捲門全關

1. 模型外觀及其拘束條件如圖 4.54 所示，捲門寬 7.2 公尺、高 4.5 公尺，頂端之拘束為完全固定，左右兩側限制其 x、z 方向之位 移，底端則限制其 y 方向之位移。

2. 由情境三進行模擬得到捲門之均溫如圖 4.61，而捲門變形量如 圖 4.62 所示，由捲門均溫以及變形量可以發現捲門變形量之變 化趨勢與捲門溫度相當接近，捲門變型之外觀示意圖如圖 4.63 及圖 4.64 所示。

3. 捲門在每兩分鐘之變形情況如圖 4.65 所示，變形量為負值表示 變形向火場之方向，捲門之變形量以中間以及底部較大，方向 為向火場內變形，最大值為 630mm。

4. 捲門在每兩分鐘之熱應力分佈如圖 4.66 所示，最大值達到 2.2 Gpa，在門片與門片接合部分所承受之應力強度較小，而最大 之應力強度則集中於捲門底端中間部分。

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