火載量比較

一、辦公單元家具組燃燒分析

在進行辦公室火災模擬實驗前，先取辦公室東北角之單元辦公組 及木櫃如圖 5.75，具有較多可燃物料進行燃燒熱量測，以實驗室圓 錐量熱儀實驗資料庫取相同材料單位質量燃燒熱估算，由表 5.12 估 算燃燒熱值為 2148.02MJ，換算木材重為 165.87kg，套用經驗公式以 一堆木框架計算所得熱釋放率之平均值約為 3MW，計算火焰高度為 4.77m，取此高度設定進行燃燒實驗，量測結果熱釋放率達 2.7MW，

計算偏差值為 1.26%，發熱量偏差值為 9.21%，估算結果可接受。

由第一節傢俱燃燒實驗結果，除桌板部分因該實驗未能確實引燃 燃燒外，以木櫃 A、B、C 及椅子燃燒量測所得燃燒熱，取代估算發熱 量為 2300.55MJ，偏差值降低至 2.7%，此一結果以材料圓錐量熱結果 可評估合理可接受之發熱量，作為性能設計之參考，於辦公室火災分 析時仍以此原則進行比較分析。

表 5.12 單元辦公家具組燃燒熱估算與量測值比較 項目 單位重

(kg) 數量 總重 (kg)

燃燒熱 (MJ/kg)

發熱量 (MJ)

燒失量 計算值 高木櫃 A 52 1 52 12.95 606.06 46.8 高木櫃 B 48 1 48 12.95 559.44 43.2 矮木櫃 C 22 1 22 12.95 256.41 19.8 桌板 17.61 1.39 24.48 12.95 285.29 22.03

椅面曲板 4.8 1 4.8 11.47 49.55 4.32 泡棉 1.6 1 1.6 23 36.8 1.6 布 0.5 1 0.5 26.1 13.05 0.5 扶手 3.2 1 3.2 32.05 102.56 3.2 椅子

腳架 7.1 1 7.1 32.05 227.56 7.1 布 0.6 7.17 4.30 20.76 89.31 4.3 蜂巢板

(紙質) 1 7.17 7.17 13.50 96.80 7.17 隔屏

鐵件 12.6 7.17 90.34 0 0 0

合計 2322.82 160.02

燃燒器供熱量 15.7

量測值(扣除燃燒器供熱量) 2345.83 158

計算偏差值 -0.99% 1.26%

點火位置

圖5.61 單元辦公家具組擺置示意圖 二、辦公室燃燒分析

實驗結果量測所得燃燒熱為 4890.39MJ，由於開口頂端距離煙罩 下緣為 6m，依木框架實驗結果，所量測之燃燒熱為實際燃燒熱之 82%，估算燃燒熱為 5963.89MJ，依前述原則以實驗室圓錐量熱儀實 驗資料庫之實驗資料，估算實際燃燒熱值為 6465.41MJ，與估算值兩 者偏差值為 24.4%，主要為由天花板與牆壁接縫處、天花板及北邊開

口流失煙氣，雙開口房間高 2.4m 實驗結果比較於表 5.13。

表 5.13 雙開口房間高 2.4m 燃燒熱估算與量測值比較 項目 單位

重 (kg)

數量 總重 (kg)

估算燒失 重(kg)

燃燒熱

(MJ/kg) 發熱量(MJ) 高木櫃 A 52.3 2 104.6 94.14 12.95 1219.11 高木櫃 B 47.75 2 95.5 85.86 12.95 1111.89 矮木櫃 C 20.36 3 61.08 55.62 12.95 720.28 桌板 17.61 8.35 147.04 132.34 12.95 1713.79

椅面曲

板 4.8 6 28.8 25.92 11.47 297.30 泡棉 1.6 6 9.6 9.6 23 220.8

布 0.5 6 3 3 26.1 78.3

扶手 3.2 6 19.2 19.2 32.05 615.36 椅

子

腳架 7.1 6 42.6 42.6 32.05 1365.33 布 0.6 20.9 12.54 12.54 20.76 260.33 蜂巢板

(紙質) 1 20.9 20.9 20.9 13.50 282.15 隔

屏

鐵件 12.6 20.9 263.34 0 0 0

合計 7884.64

燃燒器供熱量 15.7 量測值(扣除燃燒器供熱量) 4890.39

量測值/0.82 5963.89

單開口房間高度為 330 ㎝，估算燃燒熱為 8632.16MJ，實驗結果 量測發熱量值為 6214.71MJ，依木框架實驗結果，所量測之燃燒熱為 實際燃燒熱之 82%，估算實際量測燃燒熱為 7578.91MJ，本次實驗因 加強天花板及天花板與牆接縫處防止煙氣流失，但仍因高溫變形使因 氣由接縫處流失，因此估算值偏差值比為 12.2%，實驗結果比較於表 5.14。

表 5.14 單開口房間高度為 3.4m 燃燒熱估算與量測值比較 量測值(扣除燃燒器供熱量) 6214.71

量測值/0.82 7578.91

由本研究結果推算兩次實驗之熱釋放率如圖 5.72，由量測值兩次

將溫度與熱釋放率進行比較，本研究因第一次實驗時熱輻射計受損，

以致無法將輻射熱一併比較，由圖 5.74 以熱釋放率達 1MW 為閃燃認 定點為基準，比較兩次實驗溫度達 600℃之時間點，第一次實驗天花 板至開口高度為 0.6m，在天花板下 10cm 處溫度與靠近開口高度處之 溫度趨近，而第二次實驗因高度增加，兩處溫度點差異甚大，如以天 花板下 10cm 處溫度認定，將會產生非常大之差異，而以接近開口高 度之溫度時間點與熱釋放率較為吻合。

0 1000 2000 3000 4000

Time(sec) 0

2 4 6

HRR(MW)

0 2 4 6 8

Test1(20050805) measure assess

Test2(20050909) measure assess

圖5.62 實驗燃燒熱釋放率曲線量測值與推算曲線

Time(sec) 0

400 800

Temperature(oC)

0 1000 2000 3000 4000 0

400 800

0 1000 2000 3000 0

400 800

Test 1 TC4,2.5m Test 2 TC4,2.4m

Test 2 TC4,2.1m Test1 TC4,2.2m

Test 1 TC4,2.6m Test 2 TC4,3.4m

圖5.63 TC4熱偶樹兩次實驗相對位置溫度比較

0 2 4 6

HRR(MW)

0 400 800

Temperature(oC)

0 1000 2000 3000

Time(sec)

0 1000 2000 3000 4000 0

400 800

Test 1 HRR Test 2 HRR

Test 2 TC4,2.1m Test1 TC4,2.2m

Test1 TC4,2.5m Test2 TC4,3.3m

圖5.64 TC4溫度與熱釋放率關係比較