2.1 概論
區劃空間內（compartment or enclosure）火勢的發展、火災現象評估模 式的建立主要的有點模式（point models）、區域模式（zone models）及場 模式（field models）[26]。點模式係空間內整體質量、能量、動量的考量，
並不涉及空間內某一區或某一點的細部狀況，區域模式一般將空間內分為 上下兩層，其臨界面稱為中面（neutral plane）；而場模式係自質量、能量、
動量守恆方程式，剪應力、熱傳、質傳構成方程式（constitutive equations）、
層流、亂流等熱流場現象網格點的建立，二維、三維的模擬等。主持人曾 以場模式的方式，應用PHOENICS套裝熱流場評估軟體，進行地下捷運站火 災及通風之研究[27]，但其中牽涉的因素及現象錯綜複雜，有很多項的考 量，仍待改進。
國外多年來曾對火災中不同的因素，如煙控、熱驅動撒水系統、建築 物結構、建築物火災模擬、危險（hazard）分析，通風分析等因素，分別地 予以建構模式並寫成電腦程式[31]﹔但這類既有的火災分別現象的評估程 式不易取得，使用時缺乏彈性，其分別的現象亦難以充分瞭解，因此本計 畫不擬以此法進行。
2.2 研究內容
本計畫擬採用點模式與區域模式的混合體，建立區劃空間內火勢發
火載量係燃燒所釋出能量的考量與燃燒熱（heat of combustion）、質量 燃燒率、是否在密閉空間、通風口高度及面積、燃燒物汽化熱（gasification）、
空間內含氧量及燃燒體輻射散熱量等有關[28,29,30,31]。
(2) 火柱（fire plume）
物質燃燒時，其形成火柱。火柱的行為影響火焰高度、火焰中線平均 溫度及平均速度、空氣的捲入（entrainment）[28,29,30,32,33]﹔而這些因素 又影響空間內的溫度分佈、煙層的行為及撒水設備達其啟動溫度所需的時 間。
(3) 能量的平衡及溫度的估算
空間內能量平衡的考量包括燃燒釋出熱，自通風口流入、流出能量，
熱耗散至地板、屋頂及周圍牆壁，輻射熱損失，空間氣體內能的增加等項，
這些因素的考量，將可估算出空間中氣體溫度升高的暫態值（即溫升為時 間的函數）[10,28,29]。空間內溫度的變化情形，將影響其間達閃燃點
（flashover temperature,
∆T = 500
0C,[29]）,而所有火災模式祇是合於閃燃 之前熱流現象之評估，閃燃一經發生，這些模式即不再適用，並且所有消 防安全設備的設計，均係防止災勢的擴大，若空間已達閃燃點，即表示這 類設備的功能不彰。(4) 煙的產生及其控制
煙係燃燒的產物，煙的成份及產生量與燃燒的反應物，所釋出的能量 有關[28,34,35,36]。煙一旦形成後即上升至屋頂下方，並逐漸累積而往下 沈，此時空間分為煙層與非煙層兩區域，而此兩層的界面將隨空間的溫度、
濃度，煙的產生量及地板面積、房屋高度等因素而變化[28,37]。至於煙控 方面其影響因素包括通風情形[38]、室內外壓力大小、房間縫隙[35,39,40]，
此外撒水設備的啟動，導致室內溫度的大幅下降，壓力因而下降[41]。
(5) 自動撒水系統功能評估
自動撒水系統功能的要求有二：其一為須能偵測出火災，其二為須提 合宜的撒水分佈以控制或消滅火源。系統的啟動係其中的熱感元件(heat sensitive element)達於預設的溫度而開啟撒水的動作[42]，撒水的冷卻作用 及空間內的對流熱耗散，將以[43]的關係式或其它適當的方程式估算。此外 [44]提供了撒水液滴大小、運動及其冷卻作用的計算法則，屆時將考量其優 缺點及適用性。
(6) 縮尺鹽水模型模擬煙流實驗
煙流行為在火災過程中是相當重要但複雜之流動。縮尺鹽水模型模擬 煙流有文獻[45]表示其與實體煙流特性有相當好的相似性。本計劃採用120 縮尺鹽水模型作煙流特性之模擬實驗以驗證補充分析所採用之理論模式，
增加分析之真實性及正確性。
以上五項物理模式分別建立及縮尺鹽水模型模擬煙流驗證後，須以數 值方法(如 Newton-Raphson 法、Runge-Kutta 法或 Mathematica 套裝軟体)，
將相關方程式聯立解之，屆時時間差距(Δt)大小的取決，數值解穩定性及收 歛性均須評估，所得結果將與文獻中能取得的理論、實驗或電腦模擬而得 數值相比較，了解其間的異同點，期能調整所建立的模式，使能更符合事 實的要求。