火載量量測方法

如上所述火載量可分為固定物火載量及可動物火載量，其中固定 物火載量之相關研究已進行多年，但較缺乏可動物火載量之資訊，

本研究特別針對可動物火載量進行實驗研究及資料蒐集。

目前對於火載量的量測方法主要分為計算法與實驗法兩種，為下 表所述：

估算法： (一)直接秤重法

(二)NBS 清點調查技術(Inventory survey technique)

(三)等值木材法(Mass of wood equivalent) 實驗法： (四)傢俱試驗法(Furniture calorimeter)

(1)、直接秤重法

將建築物或區劃空間各種可燃物逐一秤重，直接調查其可燃物重 量，再乘以各種可燃物單位重量熱釋放量，合計總熱釋放量(焦耳)即 為火載量。但由於此方法對於較大型建築物，例如醫院、學校等，其 所花費金錢與時間非常龐大。有鑑於此，NBS(The National Bureau of Standards)發展清點調查技術法(Inventory survey technique)評估火載 量技術（如下）。

(2)、NBS清點調查技術(Inventory survey technique)

NBS發展之清點調查技術，主要利用視覺調查建築物或區劃空間 內各種各樣的可燃物相關資料。早在20年前就有學者Culver、 Harris

藉由此方式將辦公室內的可燃物分成不同的燃燒等級。Mitchell、

Bryson和Gross【13】利用製造商和照片的相關型式與目錄，將其產 品分類重量並獲得相關火載量資料。目前Inventory survey technique 為評估火載量為最便利、接受度高且較省時之方法。

Inventory survey technique顧名思義採用全面清點調查技術，調查 建築物或區劃空間內所有可燃物之重量、表面積、厚度以及建築物幾 何資料 (樓地板面積、開口部、高度等) 和估計各項可燃物組成物質 比例，計算其發熱量。

除了上述之方法，在此須對火載量評估做幾點假設，以便利於火 載量計算，將假設以下幾點：

(a)整棟建築物可燃燒的物質是均勻分布在火場中。

(b)在火災中所有可燃燒物質均包含在內。

(c)在火災居室中，所有可燃燒的物質將經歷完全燃燒。

(d)火載量可以被計算式不同物質熱量的總和，並允許轉換為等值的木 材重量。

但對於有些傢俱並無法使用，像一些外材為鋼鐵材料如衣櫃、抽屜，

由於鋼是不燃的，內部可燃物將不會被引燃，對火載量值有明顯的影 響，因此無法準確的計算，需考慮折減因子(derating factors)係數如表 一【13】。

表 2-1、折減因子換算表

此處火載量以單位地板或建築物面積之總熱能釋放(MJ/m²)即火

(3)、等值木材法(Mass of wood equivalent)

單位面積內的可燃物量，以單位面積之木材重量(kg/m²)表示之【14】：

(4)、傢俱試驗法(Furniture Calorimeter)

由於房屋試驗花費所需昂貴，因此希望以較簡化之全尺寸試驗來 測得熱釋放率，Furniture calorimeter 規模是介於全尺寸 Full-scale 和 小尺寸Bench-scale 之間，為一中尺度測試法，主要探討傢俱之燃燒 行為，測量傢俱之熱釋放率(Heat release rate)與質量損失(Mass Loss)，能精準測得可動物火載量。

其原理利用氧氣消耗法(Oxygen Consumption Method)來測得熱 釋放率，以燃燒消耗1g 的氧會產生 13.1kJ 的熱之原理計算之，此原 圖2-1 為 Furniture calorimeter 示意圖，燃燒實驗在一通風良好 處進行，四周無任何障礙物，因此沒有輻射回饋可燃物之情形。試 體置於量測重量之平台上，透過上方集氣罩蒐集分析可得知實驗中 產生氣體流速、溫度、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、氧氣(O₂) 及煙濃度等相關資訊，試驗所得傢俱所產生熱釋放率與時間之關係 圖，曲線下總面積即為總火載量(total fire load)(MJ)【14】。

圖 2-1、傢俱試驗式意圖