第四章 實驗規劃
第二節 模擬分析軟體介紹
本研究以實驗為主，以模擬加以對照，目的是希望能以正確的模 擬結果減少實驗所帶來的金錢與時間的消耗，也可以作為實驗前的評 估與設計工具。
CONTAMW 軟體介紹
CONTAMW（美國國家標準與技術研究院 NIST 研製開發）這 個軟體可以幫助確定：
a. 氣流與壓力：由於機械通風、作用於建築外立面的風壓以及室 內外溫差引起的熱壓效應，建築系統記憶體在的滲入、滲出以及 房間之間的氣流與壓力。
b. 污染物濃度：依靠氣流傳播的污染物散發問題。
它計算房間氣流的能力可以評價建築內通風的好壞，可以確定
第四章 實驗規劃
建築內通風隨時間的變化和空間分佈。
CONTAMW 的限制條件
CONTAMW 在使用上有其限制條件，本軟體的壓力模擬是將每 一空間視為一個壓力點，因此在每一空間中的不同位置的壓力都是 相同的。在真實的情況下壓力會因空間的高度改變而使壓力產生變 化，本軟體為增快運算速度則以較簡略的方式進行模擬，並非呈現 空間中各高度的壓力值。
由於 CONTAMW 本身並無法模擬火源，因此在模擬高溫環境的 情況下其結果會因此而失真使模擬結果不具參考價值，因此無法運 用於模擬火源或高溫環境的情況為 CONTAMW 另一線制條件。
CONTAMW 的操作簡介
CONTAMW 本身的操作簡單，只需軟體介面上（如圖 4.11）利 用直線畫出各不同的方形，再利用參數設定其尺寸就可決定面積與體 積，可在線條上設定開口的大小，甚至是極小的洩露面積也可設定，
並且可在各空間中設定進氣與排氣量與外界的風速，CONTAMW 的 最大特色是可不斷的增加許多樓層，對於樓層較多的建築物在模擬過 程會省時許多。經由各項的參數設定完成可了解各樓層的每一空間受 風機與外界風速之影響所產生的壓力變化。
與 FDS 之比較
目前的運用於火災模擬軟體種類繁多，其中 FDS 是最被廣泛使 用的軟體之ㄧ，FDS 這套軟體的核心是由 Navier-Stokes 組成，以解 析流體方程式的方式撰寫，可用於 3D 的流場和煙流動模擬，同時可 模擬計算火場的變化。並搭配火場情境繪圖軟體 Somkeview 觀察火
場溫度、煙流方向或是其他性質作動情形。
圖 4.11 CONTAMW 操作介面
（資料來源：本研究整理）
本研究的目的是了解排煙室內外的壓差以及門縫的洩漏會對排 煙 室 造 成 何 種 影 響 ， 因 此 採 用 文 獻 [21] 所 使 用 的 模 擬 軟 體 CONTAMW。FDS 雖然也可以模擬壓差與開口風量，但是 FDS 軟體 的複雜程度與模擬時間都比 CONTAMW 還要高很多。FDS 雖然功能 強大但是對於本研究而言 CONTAMW 是更適合的模擬軟體。
第三節 實驗規劃
本研究的實驗規劃有三個階段：一、使用 CONTAMW 與驗證和
第四章 實驗規劃
實驗的差異，進行分析比較；二、若 CONTAMW 的模擬分析結果與 實驗相較之下具有參考價值，將進一步針對既有合法建築物特別安全 梯及緊急昇降機間的排煙效能作改善的分析與評估；三、評估過後，
對需要做改善的既有合法建築物列出不合乎現行法規的部分與改善 方法的建議說明。
本研究於第一階段將進行模擬軟體與實驗的分析比較，主要進行 的實驗大體上分為三類：
一、正壓防煙：
正壓防煙是利用送風機，送入氣流，使排煙室產生正壓，而使濃 煙不易進入，即使防火門被突然開啟也必須有足夠的正壓力阻絕濃 煙，減少濃煙進入排煙室，使排煙室可以常保無煙狀態。
二、負壓排煙：
負壓排煙系統主要是確保濃煙可以保持在空間的上層，使得下層 可以保有更多的新鮮空氣，讓人們可以吸到新鮮空氣，增加逃生成功 的可能性。負壓排煙的使用目的是為了火災發生時，讓人們在濃煙還 沒有充滿整個火場空間時有足夠的時間可以逃生。
三、短路效應
本實驗同時亦探討排氣口位置的改變是否會影排煙室的功能，由 於有部分既有建築的排氣口與進氣口設置於同一側，在此情況下就出 現了是否會有短路效應的問題。當火災發生時，煙從防火門竄出，如 圖 4.12 所示，煙會經由氣流方向被帶出排氣口之外，但如果排氣口 與進氣口位於同一側，則如圖 4.13 所示，煙是否會因排氣口與進氣 口位於同一側而產生短路效應，使得煙皆聚集於防火門這一側無法經
由氣流流動將煙帶出。
圖 4.12 對流效應 圖 4.13 短路效應
（資料來源：本研究整理）
本研究欲進行的實驗規劃項目如表 4.1 所示，其中除了比較正壓 防煙與負壓排煙的差異之外，另一個重點是比較安全梯的排煙室出口 數不同對於排煙控制的情況為何？因為在「建築技術規則」第九十七 條中提到：『安全梯之樓梯間於避難層之出入口，應裝設具一小時防 火時效之防火門。建築物各棟設置之安全梯，應至少有一座於各樓層 僅設一處出入口且不得直接連接居室。』所以我們從實驗與模擬來比 較這兩者之間的差異。另外同時亦觀察短路效應對於排煙室的影響。
表 4.1 實驗規劃表
進氣口與排氣口位於不同側－對流
實驗編號 排煙種類 防火門 A 防火門 B 防火門 C
1 正壓防煙 關閉 關閉 關閉
2 正壓防煙 開啟 關閉 關閉
3 正壓防煙 關閉 開啟 關閉
4 正壓防煙 開啟 開啟 關閉
5 正壓防煙 關閉 開啟 開啟
排煙室 排煙室
第四章 實驗規劃
6 正壓防煙 開啟 開啟 開啟
7 負壓排煙 關閉 關閉 關閉
8 負壓排煙 開啟 關閉 關閉
9 負壓排煙 關閉 開啟 關閉
10 負壓排煙 開啟 開啟 關閉
11 負壓排煙 關閉 開啟 開啟
12 負壓排煙 開啟 開啟 開啟
進氣口與排氣口位於同側－短路
13 正壓 關閉 關閉 關閉
14 正壓 開啟 關閉 關閉
15 正壓 關閉 開啟 關閉
16 正壓 開啟 開啟 關閉
17 正壓 關閉 開啟 開啟
18 正壓 開啟 開啟 開啟
19 負壓 關閉 關閉 關閉
20 負壓 開啟 關閉 關閉
21 負壓 關閉 開啟 關閉
22 負壓 開啟 開啟 關閉
23 負壓 關閉 開啟 開啟
24 負壓 開啟 開啟 開啟
（資料來源：本研究整理）
第六章 實際案例分析
第六章 實際案例分析
以下將會先提出 94 年度研究案「建築火災煙控性能提升之研究(I) 原有合法建築物防火避難空間防煙改善技術與驗證之研究」中所完成 的其中一件案例分析，再提出兩件本年度所完成的案例分析，藉此了 解本年度的研究案與 94 年度研究案之差異所在，也提供進行機械排煙 設備改善所需的意見，將可對於既有合法建築物的整體改善有更進一 步的幫助。
第一節 案例一：某 21 層住宅大樓
*一、現況分析
此案例為一使用 15 年之地上 21 樓的建築物，其使用用途主要以 住宅形式為主，此次選擇此案例主要的用意為探討梯間排煙之性能。
梯間排煙量測選擇此棟大樓最高的 21 樓梯間與風管末端的 2 樓梯間進 行量測，以熱線式風速計來測量排煙風口與進氣風口的平均風速，並 且以發煙管來驗證煙流的流動方向。
現場實地量測照片如圖 6.1 所示：
＊本節為 94 年“建築火災煙控性能提升之研究(I)原有合法建築物防火避難空間防煙改善技術與驗 證之研究”已完成之內容。
圖 6.1 實際量測照片紀錄
（資料來源：參考書目 10）
此大樓的排煙設備所採用的為機械排煙、機械進氣的形式，對外 排煙口與進氣口直接通向戶外並且錯開，其規格如表 6.1 所示：
表 6.1 大樓排煙設備規格表 梯間區劃總面積 8.349m2
最高高度(m) 90m 構造 RC 造
排煙設備形式 機械排煙、機械進氣 排煙風機數量 2 部
第六章 實際案例分析
進氣風機數量 2 部
排煙風機規格 POWER＝40HP； Q＝600C.M.M 進氣風機規格 POWER＝30HP； Q＝600C.M.M
（參料來源：參考書目 10）
二、問題探討
我們將現場實地量測後所得的數據與建築技術規則比較過後得 知，發現現場硬體設備部份均符合法規標準，雖然一切硬體設備均符 合法規規定，設備作動也一切正常，但是在實地量測到的數據中顯示，
在最高樓層 21 樓靠近排煙風機端的平均風速為 23.35m/s、進氣風機端 的平均風速為 19.03m/s，但是在 2 樓梯間所量測到的排煙風口平均風 速卻只剩 3.01m/s、進氣風口的平均風速剩 3.17m/s，落差頗大，所以 在此案例中我們所要探討的就是為什麼會造成如此大的落差，因為隨 著風管長度的增加管內壓損也會跟著增加，這是正常的現象，但是否 超過正常值將是此案例中最大的問題點，風管配置如圖 6.2 所示。所以 在此我們將採用第一章所提到的驗證步驟與第四章所提及的計算方式 來探討此案例的排煙系統性能。
（一）排煙管道壓損計算
（A）風機至 21F 排煙管道詳細尺寸及管道長 風機至 21F 管道 90 ㎝×90 ㎝，共長 4.5 m 2F~21F 管道 90 ㎝×90 ㎝，共長 80 m 總計排煙管道總長 84.5m
（C）排煙管道壓力損失項
第六章 實際案例分析
03 . 4 03
.
4 ⎥⎦
⎢⎣⎝ ⎠ ⎝ ⎠
d.進氣閘門百葉：（查表可得之）→ΔP4 =3.5
(
mmAq)
e.總壓損 ΔPL=ΔP1+ΔP2 +ΔP3 +ΔP4 =119.21
(
mmAq)
由以上計算結果可得知排煙管道間的總壓損為 168.93（mmAq），而本 棟大樓所安裝的排煙風機規格風機全壓為 160（mmAq），進氣管道間 的總壓損為 119.21（mmAq），而本棟大樓所安裝的進氣風機規格風機 全壓為 120（mmAq），當系統在設計初期均會將風機全壓加大，但由 計算結果顯示排煙管道間的總壓損已經超過風機全壓的最大值，進氣 管道間的總壓損則接近風機全壓的最大值，我們可以由此來判斷是否 因為閘門洩漏而引起壓損過大或是有其他因素等等。
三、改善策略
經過以上的分析與探討後發現排煙風機全壓較排煙管道間之壓損 低少許，可能是各樓層閘門洩漏所造成，使得部分樓層的排煙量不足。
我們將採用前幾章所提及的方法來驗證與改善現有存在的問題，並將
我們將採用前幾章所提及的方法來驗證與改善現有存在的問題，並將