水淋幕嵌裝玻璃系統預備實驗

本 部 分 實 驗 又 分 為 三 項 實 驗 ， 謹 簡 單 說 明 如 下 ： 一 、 無 水 淋 防 火 玻 璃 之 防 火 性 能 實 驗

本 實 驗 使 用 小 型 耐 火 爐 ， 依 照 C N S 1 4 8 1 5 所 規 範 之 加 熱 溫 度 曲 線 （ 同 C N S 1 2 5 1 4 ） 來 進 行 對 照 組 加 熱 實 驗 ， 而 所 用 之 防 火 玻 璃 為 日 本 進 口 之 5 m m 厚 陶 瓷 玻 璃 ， 依 原 廠 技 術 資 料 顯 示 其 最 大 耐 火 性 能 可 達 4 小 時。本 實 驗 之 玻 璃 曝 火 面 尺 寸 為 1 0 0 c m × 1 0 0 c m， 燃 燒 之 時 間 則 設 定 為 9 0 分 鐘 ， 視 玻 璃 受 熱 情 形 得 在 6 0 分 鐘 停 機 。

二 、 水 淋 幕 防 火 玻 璃 之 防 火 性 能 實 驗

本 實 驗 之 供 水 系 統 主 要 由 抽 水 幫 浦 ( p u m p )、噴 嘴 ( n o z z l e ) 以 及 管 路 所 構 成。由 於 本 實 驗 需 要 在 耐 火 爐 內 搭 配 供 水 系 統

第二章 文獻回顧

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進 行 試 驗，因 此 需 要 有 基 本 的 防 護 措 施 以 防 止 耐 火 爐 被 水 濺

濕 而 損 壞 。 圖 3 - 8 是 防 火 玻 璃 以 及 供 水 系 統 置 於 噴 水 框 架 之 實 體 圖 。 本 實 驗 進 行 6 0 分 鐘 加 熱 ， 藉 以 瞭 解 玻 璃 表 面 水 膜 對 於 阻 熱 性 能 的 影 響 。

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圖 3-8 水淋幕嵌裝防火玻璃實體圖

三 、 水淋幕強 化 玻 璃 之 防 火 性 能 實 驗

為 進 一 步 探 討 水 淋 幕 嵌 裝 玻 璃 系 統 之 可 行 性，在 完 成 防 火 玻 璃 之 防 火 性 能 實 驗 之 後 ， 接 著 以 5 m m 厚 之 一 般 平 面 強 化 玻 璃 ( T e m p e r e d G l a s s ) 進 行 研 究 ， 作 為 與 防 火 玻 璃 實 驗 之 對 照 。 一 般 強 化 玻 璃 主 要 是 將 平 板 玻 璃 加 熱 至 軟 化 點 時 ， 在 玻 璃 表 面 急 速 冷 卻 形 成 壓 縮 壓 力，因 此 強 化 玻 璃 之 強 度 約 為 普 通 玻 璃 3 - 5 倍 ， 可 耐 溫 度 之 急 速 變 化 。 若 以 本 實 驗 所 用 之 強 化 玻 璃 厚 度 5 m m 為 例，約 可 承 受 溫 差 2 5 0 ° C 之 急 遽 變 化，

但 本 身 並 沒 有 耐 火 的 特 性 ， 因 此 當 環 境 溫 度 超 過 2 5 0 ℃ 以 上 時 ， 玻 璃 就 會 造 成 破 壞 。 本 次 實 驗 主 要 是 探 討 噴 水 系 統 對 於 一 般 玻 璃 耐 火 性 能 之 改 善 情 況 來 加 以 印 證 本 系 統 之 可 行 性 。 有 關 實 驗 試 體 組 裝 條 件 大 致 與 圖 3-8 相同。

第二章 文獻回顧

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第五章 帷幕牆防火試驗法與法規研議

第一節 試驗法與相關建築法規之關聯性

如 前 面 章 節 所 述 ， 我 國 建 築 技 術 規 則 業 於 9 2 年 8 月 1 9 日 新 修 正 建 築 技 術 規 則，其 中 包 括 若 干 帷 幕 牆 有 關 防 火 時 效 規 定 （ 業 於 9 3 年 1 月 1 日 生 效 實 施 ） - - 建 築 設 計 施 工 編 第 7 9 條 之 3 明 訂「 防 火 構 造 建 築 物 之 樓 地 板 應 為 連 續 完 整 面 ， 並 應 突 出 建 築 物 外 牆 五 十 公 分 以 上。但 與 樓 板 交 接 處 之 外 牆 面 高 度 有 九 十 公 分 以 上，且 該 外 牆 構 造 具 有 與 樓 地 板 同 等 以 上 防 火 時 效 者 ， 得 免 突 出 」 ， 又 「 外 牆 為 帷 幕 牆 者 ， 其 牆 面 與 樓 地 板 交 接 處 之 構 造 ， 應 依 前 項 之 規 定 」。 該 「 與 樓 板 交 接 處 之 外 牆 高 度 有 九 十 公 分 以 上 防 火 構 造 」 對 於 帷 幕 牆 系 統，主 要 指 層 窗 間 牆 部 分，亦 俗 稱 梁 帶（ 或 樓 板 ）外 牆 部 分 ， 其 目 的 為 防 止 外 牆 窗 戶 玻 璃 等 開 口 部 遭 火 災 破 壞 時 火 焰 噴 出 延 燒 至 上 方 樓 層 。 因 此 本 研 究 以 為 建 築 物 帷 幕 牆 系 統 ， 對 於 承 載 本 身 重 量 、 地 震 力 、 風 力 及 抵 抗 氣 候 風 雨 為 害 ， 確 有 必 要 以 整 體 帷 幕 牆 構 造 為 考 量，然 為 防 止 火 焰 噴 出 延 燒 至 上 方 樓 層 ， 卻 嚴 格 要 求 帷 幕 牆 主 要 構 成 之 玻 璃 、 鋁 合 金 框 材 、 外 飾 板 等 皆 須 具 備 防 火 時 效 ， 似 嫌 小 題 大 做 ， 對 現 行 帷 幕 牆 構 造 設 計 無 疑 是 一 道 難 題 ， 恐 帷 幕 牆 產 業 及 工 程 界 皆 難 適

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應 。 綜 觀 國 外 有 關 之 規 定 及 檢 驗 基 準 ， 加 上 以 務 實 觀 點 來 看 ， 帷 幕 牆 之 防 火 設 計 重 點 ， 應 在 層 窗 間 牆 部 位 內 側 或 層 窗 間 牆 之 背 牆 （ b a c k w a l l ） 及 層 間 接 合 空 隙 處 ， 使 用 與 樓 板 相 同 防 火 時 效 之 構 造 ， 即 可 以 達 成 法 規 要 求 之 目 的 。

該 構 造 可 獨 立 於 整 體 帷 幕 牆 構 造，亦 可 與 帷 幕 牆 主 體 構 造 相 結 合 ， 但 火 災 時 須 不 受 帷 幕 牆 主 體 構 造 破 壞 之 牽 累 ， 仍 然 能 夠 維 持 高 度 9 0 ㎝ 以 上 之 防 火 構 造 。 美 國 U L 之 檢 驗 重 點 亦 同 ， 對 此 防 火 構 造 並 不 稱 為 防 火 帷 幕 牆 ， 而 稱 為 建 築 物 周 邊 防 火 系 統 ( P e r i m e t e r F i r e C o n t a i n m e n t S y s t e m ； P F C S ) ， 其 意 義 昭 然 若 揭 。 綜 上 所 述 ， 本 研 究 所 研 擬 建 議 之 帷 幕 牆 耐 火 試 驗 法 即 以 此 為 範 疇 。

第二節 耐火（防火時效）試驗及性能基準

綜 合 以 上 研 究 分 析 ， 試 驗 結 果 ， 並 參 考 國 家 標 準 制 定 模 式 ， 擬 定 標 準 草 案 如 次 ：

一 、 標 題 ： 帷 幕 牆 用 周 邊 防 火 系 統 耐 火 試 驗 法 （ 英 文 ： M e t h o d o f f i r e r e s i s t a n c e t e s t f o r p e r i m e t e r f i r e c o n t a i n m e n t s y s t e m o f c u r t a i n w a l l ） 。

二、 適 用 範 圍：本 標 準 規 定 建 築 物 帷 幕 牆 用 周 邊 防 火 系 統 之 耐 火 試 驗 方 法 。

備 考 ： 1.周 邊 防 火 系 統 係 指 使 用 於 介 於 建 築 物 與 帷 幕 牆 之

第二章 文獻回顧

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間 ， 供 防 止 帷 幕 牆 窗 戶 玻 璃 等 開 口 部 遭 火 災 破 壞 時 火 焰 噴 出 延 燒 至 上 方 樓 層 者 。

2 . 周 邊 防 火 系 統 之 構 造 可 獨 立 於 整 體 帷 幕 牆 構 造 ， 亦 可 與 帷 幕 牆 主 體 構 造 相 結 合 ， 但 火 災 時 須 不 受 帷 幕 牆 主 體 構 造 破 壞 之 牽 累，仍 然 能 夠 維 持 第 節 規 定 之 遮 焰 性 、 阻 熱 性 者 。

3. 本 標 準中 ｛ ｝內之 單 位係 公制 ，其數 值 為近 似值 。 三 、 試 體

( 一 ) 試 體 製 作 之 設 計 、 構 造 材 料 、 五 金 工 法 等 ， 原 則 上 應 與 實 物 相 同，並 應 以 模 擬 實 際 使 用 情 形 安 裝 於 如 圖 x x （ 參 見 本 報 告 圖 3 - 1 或 附 錄 三 ） 所 示 之 試 驗 框 架 。 ( 二 ) 試 體 四 周 與 框 架 之 間 空 隙 應 予 封 閉，其 材 料、構 造

須 為 推 測 比 試 體 具 有 更 高 防 火 時 效 之 構 造 。

( 三 ) 試 體 之 形 狀 及 尺 度，應 為 具 有 代 表 性 之 帷 幕 牆 單 元 構 造，但 寬 度 不 得 少 於 1 8 0 c m，高 度 不 得 少 於 9 0 c m 。 (四 ) 原 則 上 試 體 僅 測 試 室 內 面 ， 需 進 行 兩 組 試 體 試 驗 。 四 、 養 護 與 乾 燥

( 一 ) 試 體 應 經 乾 燥 達 到 氣 乾 狀 態。氣 乾 狀 態 係 指 構 成 材 料 之 含 水 率 如 木 材 為 1 5 % 以 下，石 膏 等 富 有 結 晶 水 材 料 在 4 0 ℃ 達 到 恒 重 時 為 2 % 以 下 ， 其 他 材 料 則 為 5 % 以 下，但 試 體 在 室 內 置 放 之 含 水 率 達 到 一 定 的 平 衡 狀 態 ， 可 不 在 此 限 。 嵌 裝 玻 璃 材 料 及 金 屬 框 材 之 含 水 率 可 視 為 零 。

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( 二 ) 試 體 放 置 在 通 風 良 好 之 室 內，經 過 一 定 乾 燥 期 間 ， 即 可 達 到 氣 乾 狀 態 ， 如 混 凝 土 、 水 泥 砂 漿 粉 刷 等 濕 式 工 作 施 工 者 需 二 個 月 ， 乾 式 工 法 施 工 者 需 一 個 月 。 但 以 適 當 工 法 確 認 達 到 前 款 含 水 率 者，得 縮 短 其 乾 燥 時 間 。

(三 ) 使 用 人 工 加 速 乾 燥 方 法，應 注 意 不 得 改 變 構 材 性 質 或 試 體 之 含 水 率 分 佈 而 影 響 防 火 性 能。高 溫 乾 燥 溫 度 必 須 低 於 試 體 構 材 變 質 之 臨 界 溫 度 。

五 、 試 驗 裝 置 ( 一 ) 加 熱 爐

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 ( 二 ) 試 體 框 架

1 . 試 體 框 架 應 具 有 耐 熱 性 之 構 造 ， 並 能 在 試 驗 中 將 試 體 或 測 試 構 造 保 持 在 規 定 位 置 。

2 . 有 關 框 架 設 計 圖 說 如 圖 x x （ 參 見 本 報 告 圖 3 - 1 或 附 錄 三 ） 。

( 三 ) 溫 度 測 量 裝 置

1 . 爐 內 溫 度 測 量 熱 電 偶

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 2 . 非 加 熱 面 溫 度 測 量 熱 電 偶

（ 1 ） 在 填 塞 材 料 非 加 熱 面 及 帷 幕 牆 內 部 表 面 且 離 填 塞 材 料 高 度 2 5 m m ( 1 英 吋 ) 位 置 應 各 有 三 點 以 上 測 點 。

第二章 文獻回顧

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（ 2 ） 其 餘 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 3 . 移 動 式 熱 電 偶

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 4 . 室 內 溫 度 測 量 熱 電 偶

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 ( 四 ) 爐 內 氣 壓 測 量 裝 置

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 ( 五 ) 棉 墊 鐵 絲 架

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。

( 六 ) 設 備 精 確 度

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 六 、 試 驗 條 件

( 一 ) 加 熱 溫 度

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 ( 二 ) 爐 內 壓 力

1 . 原 則 上 試 體 全 部 高 度 之 壓 力 應 維 持 正 壓 ， 但 試 體 上 端 壓 立 應 不 得 大 於 2 0 P a { 2 k g f / c ㎡ } ， 依 此 中 性 壓 力 面 得 配 合 整 個 試 體 高 度 予 以 調 整 。

2 . 其 餘 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 七 、 試 驗 程 序

( 一 ) 試 驗 啟 始 前 預 備 事 項

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。

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( 二 ) 測 量 與 觀 察

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 ( 三 ) 試 驗 終 止 ：

略 ； 參 考 C N S 1 2 5 1 4 規 定 。 八 、 性 能 基 準 與 判 定

( 一 ) 遮 焰 完 整 性：試 驗 全 程 中，試 體 不 得 有 以 下 情 形 之 一 發 生 ， 始 視 為 遮 焰 完 整 性 合 格 。

1 . 任 一 試 體 本 身 或 其 框 之 間 產 生 貫 通 孔 隙 ， 致 棉 花 墊 引 燃 。

2 . 在 非 加 熱 面 之 持 續 火 焰 超 過 1 0 秒 。

3 . 從 加 熱 側 通 達 非 加 熱 側 之 持 續 噴 出 火 焰 超 過 1 0 秒 。

( 二 ) 隔 熱 性：試 驗 全 程 中，試 體 非 加 熱 面 溫 度 不 得 有 以 下 情 形 之 一 發 生 ， 始 視 為 隔 熱 性 合 格 。

1 . 在 填 塞 材 料 非 加 熱 面 或 帷 幕 牆 內 部 表 面 且 離 填 塞 材 料 高 度 2 5 m m ( 1 英 吋 ) 位 置 之 最 高 溫 度 上 昇 不 得 超 過 初 始 溫 度 1 6 3℃ ( 3 2 5℉ 以 上)

2 . 倘 若 填 塞 材 料 寬 度 在 1 5 c m ( 6 英 吋 ) 以 上 者 ， 在 填 塞 材 料 非 加 熱 面 之 最 高 溫 度 上 昇 不 得 超 過 初 始 溫 度 1 2 1℃ ( 2 5 0℉ 以 上 。)

( 三 ) 耐 火 性 的 表 示

1 . 試 體 之 遮 焰 完 整 性 不 合 格 者 ， 其 隔 熱 性 亦 自 動 視 為 不 合 格 。

第二章 文獻回顧

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2 . 防 火 時 效 等 級 ：

防 火 時 效 等 級 區 分 為 3 0 分 鐘 、 1 小 時 、 2 小 時 。 試 體 合 格 防 火 時 效 之 判 定 ， 須 以 試 體 之 隔 熱 性 及 遮 焰 性 保 持 合 格 時 間 達 到 上 述 等 級 時 間 者 ， 始 為 合 格 防 火 時 效 。

九 、 試 驗 報 告 ： 應 包 括 以 下 完 整 內 容

( 一 ) 測 試 實 驗 室 名 稱 、 地 址 、 試 驗 日 期 、 參 考 編 號 。 ( 二 ) 試 驗 委 託 人（ 單 位 名 稱 ）、 試 體 構 材 之 製 造 商 及 產

品 名 。

( 三 ) 構 造 種 類 名 稱、試 體 組 裝 構 造 細 節、形 狀、尺 度（ 應 附 上 適 當 的 圖 說 或 照 片 ） 。

( 四 ) 構 材 相 關 性 質 、 比 重 、 含 水 率 、 試 體 乾 燥 方 式 。 ( 五 ) 試 體 之 周 壁 、 邊 界 條 件 及 選 擇 理 由 。

( 六 ) 所 有 熱 電 偶、變 形 及 壓 力 測 量 裝 置 之 測 點 位 置 及 所 有 測 得 數 據 與 必 要 之 曲 線 圖 、 表 格 等 紀 錄 資 料 。 ( 七 ) 實 驗 室 環 境 條 件（ 室 內 溫 、 濕 度 ）、 加 熱 爐 熱 源 及

消 耗 量 、 加 熱 時 間 （ 預 定 及 實 際 時 間 ） 。

( 八 ) 試 驗 中 試 體 出 現 之 重 大 變 化 行 為 描 述、耐 火 性 能 之 判 定 。

( 九 ) 耐 火 性 能 合 格 時 間 、 防 火 時 效 之 判 定 。

(十 ) 試 驗 單 位 名 稱 （ 蓋 單 位 全 銜 章 ） 、 負 責 試 驗 機 關 人 員 姓 名 （ 簽 章）。

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第三節 建築法規修正建議條文

一、 關於建築設計施工編 第 79 條之修正 如表 5-1 所示。

二、 關於第 79 條之 3 之修正 如表 5-2 所示。

第二章 文獻回顧

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第二章 文獻回顧

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第 六 章 結 論 與 建 議

綜 合 以 上 研 究 分 析 ， 本 報 告 謹 提 出 以 下 若 干 結 論 與 建 議 ：

一 、 結 論

( 五 ) 建 築 技 術 規 則 業 增 修 帷 幕 牆 有 關 防 火 性 能 規 定 ， 對 於

「 與 樓 板 相 接 處 高 度 9 0 公 分 以 上 防 火 構 造 」 之 防 火 試 驗 及 性 能 基 準，採 用 主 要 參 考 C N S 1 2 5 1 4 試 驗 條 件 及 參 考 美 國 U L 評 定 「 建 築 物 周 邊 防 火 構 造 」 性 能 基 準 之 組 合 ， 應 是 合 理 之 試 驗 及 評 定 標 準 。 至 帷 幕 牆 窗 戶 開 口 部 防 火 試 驗 及 性 能 基 準，可 採 用 C N S 1 4 8 1 5 防 火 窗 試 驗 標 準 規 定 ； 有 關 詳 細 介 紹 說 明 可 參 考 本 報 告 研 究 歸 納 之 耐 火 性 能 試 驗 標 準 建 議 案 （ 如 第 五 章 ） 。

( 六 ) 為 防 止 室 外 帷 幕 牆 之 垂 直 延 燒 發 生 ， 法 規 要 求 在 樓 板 相 接 處 須 有 高 度 9 0 公 分 以 上 防 火 構 造 ， 且 該 構 造 之 防 火 時 效 比 照 樓 板 ， 然 從 分 析 現 行 帷 幕 牆 系 統 之 主 要 構 材 ， 不 論 是 鋁 材 、 玻 璃 皆 難 通 過 嚴 格 試 驗 ， 因 此 帷 幕 牆 之 防

( 六 ) 為 防 止 室 外 帷 幕 牆 之 垂 直 延 燒 發 生 ， 法 規 要 求 在 樓 板 相 接 處 須 有 高 度 9 0 公 分 以 上 防 火 構 造 ， 且 該 構 造 之 防 火 時 效 比 照 樓 板 ， 然 從 分 析 現 行 帷 幕 牆 系 統 之 主 要 構 材 ， 不 論 是 鋁 材 、 玻 璃 皆 難 通 過 嚴 格 試 驗 ， 因 此 帷 幕 牆 之 防