第五章 結果與討論
5.2 性能式設計程序
5.2.3 發展性能要求
2 CO 濃度＜1500ppm
3 能見度距離 10m
戲劇院:情境 1~5，主要探討火源位置與排煙風機啟動時間的影
（1） 火源設計、煙控設計、相關參數設定 2MW 的熱釋放率火源，燃燒物質為 POLYURETHANE，燃燒面積為 2m × 2m。
表 5.3 各劇院排煙機的大小以及風速
廳院 長度 寬度 排煙容量
0.75m 0.65 m 300CMM
0.5 m 0.5 m 100CMM
0.5 m 0.5 m 100CMM
戲劇院
0.65 m 0.35 m 100CMM
音樂廳 0.75m 0.65 m 300CMM
0.75m 0.65 m 300CMM
0.5 m 0.5 m 100CMM
表 5.6(a) 格點配置表
5.2.5 評估試驗設計
此步驟將採用定性的方法來進行試驗設計的性能評估。對於逃生 避難方面採用電腦模擬軟體 Simulex 進行逃生避難之模擬；而在火災 模擬方面，則採用美國 NIST 所開發的 FDS(Fire Dynamic Simulator) 電 腦 模 擬 軟 體 ， 將 建 築 物 內 部 火 災 之 現 象 呈 現 出 來 ， 再 加 上
0.2×0.2×0.2 105 萬 100.19 101.02 0%
0.25×0.25×0.25 54 萬 101.45 101.97 1.26%
0.5×0.5×0.5 6.7 萬 102.35 103.72 2.67%
之容留人數規定，避難人數：如表 5.4、5.5。
榕樹廣場 1F、2F 16700 0.3 5010
人員屬性：使用 Simulex 中，內建的通勤者(shoppers)設定。
建築物內空間的配置及避難動線 ：依其實際建築圖之 CAD 檔輸入軟 體計算。
本案模擬四個廳院及榕樹廣場。逃生出口與人員配置如圖 5.6 至 圖 5.18。
Simulex 模擬結果：
Simulex 軟體對於人群避難的基本假設為 ：人群會自動選擇離自己最 近的避難出口逃生。這個假設雖然合理，但在真實避難狀況中，由於 人群對現場不熟悉，容易有盲從行為產生，這點在電腦模式便難以呈 現，因此 Simulex 軟體所計算之避難時間，一般情況下需乘以 1.5 倍 安全係數，才比較貼近真實的狀況。另外由於人員開始避難的時間並 非為火災剛發生時，因此應該要有偵煙式探測器與人員反應的前置時 間，本案例所使用的偵煙式探測器反應時間為 30 秒；人員反應為 60 秒，故人員真正開始進行逃生避難的時間 為起火後第 90 秒。綜合上 述因素後所計算出之避難時間的詳細列表如表 5. 6。
表 5. 6 模擬避難時間表
表 5.7 各劇院 FDS 模擬參數設定
設定條件 設定值 說明
起始溫度 25℃ 考慮空調作用下之常態溫度。
火載量 2MW、5MW 依據 NFPA92B 所建議一般挑空區域之火
載量為 5MW，燃燒面積為 2m ×2m。
格點大小
0.25m x 0.25m x 0.25 m
0.5m x 0.5m x 0.5 m
火源所在樓層選取 0.25m 格點大小；其他 樓層選取 0.5m 格點大小。
燃料 POLYURETHANE
&REAC ID='POLYURETHANE', FYI='NFPA Babrauskas',
C=6.30, H=7.10, O=2.10, N=1.00, SOOT_YIELD=0.1000 自然補氣口 由週遭進出口作為
補氣來源 考慮火災發生時現場實際開口換氣條件 。
模擬時間 700 秒 模擬時間 700 秒。
表 5.8 榕樹廣場 FDS 模擬參數設定 為 POLYURETHANE，燃燒面積為 2m × 2m。
火源成長模式 Fast
根據 NFPA92B 之建議之對應 t-squared 火災成長曲線進行設計。設定為 207 秒
&REAC ID='POLYURETHAN E', FYI='NFPA Babrauskas', C=6.30, H=7.10, O=2.10, N=1.00, SOOT_YIELD=0.1000
模擬時間 1800 秒 模擬時間 1800 秒。
2. 量測點位置
700 秒間，一氧化碳濃度皆低於 1500ppm，根據逃生環境之要求準則，
響，我們以量測點溫度分佈(圖 5.36)及溫度分佈圖(圖 5.40 至圖 5.42) 量空氣，產生 Plugholing 現象，導致排煙效率降低，溫度差異不大。
在人員避難路徑上，其濃煙溫度方面小於 60℃ 以下，故不會對 700 秒間，一氧化碳濃度皆低於 1500ppm，根據逃生環境之要求準則，
一氧化碳濃度上限為 1500ppm，因此就此項目之檢討，在火災發生後 700 秒內，並不會對逃生空間造成威脅。
（3） 能見度分佈
針對火災發生後 700 秒內空間中能見度(圖 5.38)之變化情形，(圖 5.46 至圖 5.48)。由火災發生 700 秒後之結果分析顯示，由於前述產 生 Plugholing 現象，能見度方面比情境三還低。在人員避難路徑上，
其濃煙能見度方面大於 10m 以上，故不會對於戲劇院人員之避難逃 生安全有所影響。而在地上二層上半部，於 198 秒的時候能見度小 於 10m；而在地上三層上半部，於 203 秒的時候能見度小於 10m；
而在地上四層上半部，於 240 秒的時候能見度小於 10m，但是經由
經由逃生避難模擬可以得知，此時人員已經逃離，故不會對戲劇院人 員之逃生避難安全有所影響。
（2） 一氧化碳濃度分佈
在相對應的一氧化碳濃度(圖 5.53)分佈方面，由(圖 5.59 至圖 5.61) 為一氧化碳濃度分佈圖，針對一氧化碳之濃度分佈我們可發現在 0 到 700 秒間，一氧化碳濃度皆低於 1500ppm，根據逃生環境之要求準則，
一氧化碳濃度上限為 1500ppm，因此就此項目之檢討，在火災發生後 情境二因為產生 Plugholing 現象，導致排煙效率降低。
圖 5.67 顯示 700 秒內熱輻射分佈的狀態，可以發現在火源位置 700 秒間，一氧化碳濃度皆低於 1500ppm，根據逃生環境之要求準則，
一氧化碳濃度上限為 1500ppm，因此就此項目之檢討，在火災發生後 700 秒內，並不會對逃生空間造成威脅。
（3） 能見度分佈
針對火災發生後 700 秒內空間中能見度(圖 5.70)之變化情形，由 (圖 5.78 至圖 5.80)。由火災發生 700 秒後之結果分析顯示，由於煙
流會先往上竄升，所以地上四層量測點能見度會先下降，接著往兩側
由火災發生 700 秒後之結果分析顯示，在人員避難路徑上，其濃 700 秒間，一氧化碳濃度皆低於 1500ppm，根據逃生環境之要求準則，
一氧化碳濃度上限為 1500ppm，因此就此項目之檢討，在火災發生後
5.3.6 榕樹廣場情境一模擬結果
熱對流效應的影響，分散於整個天花板，但是由於空間較大，所以其
（4） 煙流路徑及熱輻射分析
>10m(H=1.8m)、熱輻射<2.5kW/m2，生命安全標準時間大於逃生避難
時間，因此證明其消防系統設計符合人命安全標準及性能安全標準 。
表 5-13 戲劇院情境一模擬結果表
表 5-12 戲劇院情境二模擬結果表
表 5-11 戲劇院情境三模擬結果表
表 5-10 戲劇院情境四模擬結果表
表 5-9 戲劇院情境五模擬結果表
表 8-14 榕樹廣場情境一模擬結果表
熱輻射<2.5kW/m2 1800 秒 符合
榕樹廣
場 1F、2F
煙層高度>1.8m 1800 秒
1665 秒
熱輻射<2.5kW/m2 1800 秒 符合
榕樹廣
場 1F、2F
煙層高度>1.8m 1800 秒
1665 秒
符合 註:榕樹廣場情境二煙層會受到水的影響，將煙往下帶，使能見度大受影響
圖 5.1(a) 戲劇院火源位置
圖 5.1(b) 音樂廳火源位置 情境一、四、
五火源 5MW
情境二火源 5MW
情境三火源 5MW
情境一火源 情境二火源 5MW
5MW
情境三火源 5MW
圖 5.1(c) 中劇院火源位置
圖 5.1(d) 演奏廳火源位置
情境一火源 5MW
情境二火源 5MW
情境一火源 5MW
情境二火源 5MW
圖 5.1(e)榕樹廣場火源位置
圖 5.2 戲劇院排氣口與補氣口位置 情境一、二火源
2MW
圖 5.3 音樂廳排氣口與補氣口位置
圖 5.4 中劇院排氣口與補氣口位置
圖 5.5 演奏廳排氣口與補氣口位置
圖 5-6 戲劇院一樓人員分佈
Exit1
Exit2 內廳
出口 1
內廳 出口 2
圖 5-7 戲劇院二樓人員分佈
圖 5-8 戲劇院三樓人員分佈
Exit1
內廳
出口 1 內廳
出口 2
內廳 出口 3
內廳 出口 4
Exit1
Exit2
內廳
出口 1 內廳 出口 2
內廳 出口 3
內廳 出口 4
圖 5-9 戲劇院四樓人員分佈
圖 5-10 音樂廳一樓人員分佈
Exit1
Exit2
內廳
出口 1 內廳 出口 2
內廳 出口 3
內廳 出口 4
Exit1 內廳
出口 1
內廳 出口 2
內廳 出口 3
圖 5-11 音樂廳二樓人員分佈
圖 5-13 中劇院一樓人員分佈
圖 5-15 中劇院三樓人員分佈
圖 5-16 演奏廳一樓人員分佈
內廳
出口 1 內廳 出口 2
內廳 出口 3
內廳 出口 4 Exit1
Exit2
Exit1
內廳 出口 1
圖 5-17 演奏廳二樓人員分佈
圖 5-18 榕樹廣場人員分佈
內廳 出口 1
內廳 出口 2
Exit3 Exit2
Exit1
圖 5.19(a) 戲劇院量測點位置
圖 5.19(b)音樂廳量測點位置
圖 5.19(c)中劇院量測點位置
圖 5.19(d)演奏廳量測點位置
5.19(e)榕樹廣場量測點位置
0
0
T=140sec T=280sec T= 420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-24 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境一)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-25 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境一)
1F 2F 3F
4F
圖 5-26 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境一)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-27 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境一)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-28 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境一)
1F 2F 3F
4F
圖 5-29 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面 (情境一)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-30 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境一)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-31 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境一)
1F 2F 3F
4F
圖 5-32 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境一)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-33 戲劇院煙粒子分佈圖(情境一)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-34 戲劇院煙塵分佈圖(情境一)
圖 5-35 戲劇院熱輻射分佈圖(情境一)
0
0
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-40 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境二)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-41 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境二)
1F 2F 3F
4F
圖 5-42 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境二)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-43 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境二)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-44 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境二)
1F 2F 3F
4F
圖 5-45 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面 (情境二)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-46 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境二)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-47 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境二)
1F 2F 3F
4F
圖 5-48 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境二)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-49 戲劇院煙粒子分佈圖(情境二)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-50 戲劇院煙塵分佈圖(情境二)
圖 5-51 戲劇院熱輻射分佈圖(情境二)
0
0
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-56 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境三)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-57 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境三)
1F 2F 3F
4F
圖 5-58 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境三)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-59 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境三)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-60 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境三)
1F 2F 3F
4F
圖 5-61 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境三)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-62 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境三)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-63 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境三)
1F 2F 3F
4F
圖 5-64 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境三)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-65 戲劇院煙粒子分佈圖(情境三)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-66 戲劇院煙塵分佈圖(情境三)
圖 5-67 戲劇院熱輻射分佈圖(情境三)
0
0
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-72 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境四)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-73 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面 (情境四)
1F 2F 3F
4F
圖 5-74 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境四)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-75 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境四)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-76 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境四)
1F 2F 3F
4F
圖 5-77 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面 (情境四)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-78 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境四)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-79 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境四)
1F 2F 3F
4F
圖 5-80 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境四)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-81 戲劇院煙粒子分佈圖(情境四)
T=140sec T=280sec T=420se c
T=560sec T=700sec
圖 5-82 戲劇院煙塵分佈圖(情境四)
圖 5-83 戲劇院熱輻射分佈圖(情境四)
0
0
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-88 戲劇院溫度分佈圖 y-z 剖面(情境五)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-89 戲劇院溫度分佈圖 x-z 剖面(情境五)
1F 2F 3F
4F
圖 5-90 戲劇院各層樓溫度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境五)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-91 戲劇院 CO 分佈圖 y-z 剖面(情境五)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-92 戲劇院 CO 分佈圖 x-z 剖面(情境五)
1F 2F 3F
4F
圖 5-93 戲劇院各層樓 CO 700 秒分佈圖 x-y 剖面 (情境五)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-94 戲劇院能見度分佈圖 y-z 剖面(情境五)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-95 戲劇院能見度分佈圖 x-z 剖面(情境五)
1F 2F 3F
4F
圖 5-96 戲劇院各層樓能見度 700 秒分佈圖 x-y 剖面(情境五)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-97 戲劇院煙粒子分佈圖(情境五)
T=140sec T=280sec T=420sec
T=560sec T=700sec
圖 5-98 戲劇院煙塵分佈圖(情境五)