研究緣起與背景

第一節 研究緣起與背景

綜觀近年來國內建築物的重大火災，屢屢發現火災起火或延燒迅 速常與建築物大量的使用易燃性的室內裝修修材料有關。易燃性裝修 材料除提供火場燃料，助長火勢擴大延燒外，其產生的濃煙及有害氣 體更是威脅人員生命安全的原因之一。為了維護公共安全，減少人員 傷亡和財產損失，使用具耐燃性能的裝修材料是防火安全對策中的第 一道防線，也是最有效的方法之一。消防安全的要求中，在建築設計 階段首先就會對建築物的防火設計提出嚴格的要求，譬如對材料燃燒 性能、結構防火、安全逃生避難、建築佈局、消防設施等的規定，以 上條款均列入各國建築設計規範中。同時為了更加合理地應用建築材 料，世界各國又依據本身國情和經濟發展水準，紛紛建立了與規範結 合的建材燃燒性等級分級體系。而目前防火先進國家在燃燒相關領域 之研究有：瑞典Swedish National Testing and Research Institute(SP)國 家測試研究院[1]在 2001 年使用傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)，進 行材料燃燒後之毒煙性分析；而根據 EN ISO/IEC 17025 及 ISO 10012-1[2]在校正及測試報告中提出不確定度的重要性，他們針對 ISO 9705 及 SBI 測試之熱釋放率跟煙產生率，進行不確定度分析，以 瞭解ISO 9705 及 SBI 之不確定度。2002 年加拿大 National Research Council of Canada (NRCC)防火實驗室[3]亦使用傅立葉轉換紅外線光 譜儀(FTIR)進行危害評估，來瞭解不同材料對火場中的人員所造成的 影響，並且延伸配合圓錐量熱儀、標準火災房間測試及全尺寸火災房 間測試。2005 年美國 NIST[4]則是結合熱通量的校正及對熱傳模式的 瞭解，並利用在不同方面，如校正上的不確定性，角度反應的變化及 熱傳導、熱對流、熱輻射的靈敏度差異，來減少實驗的不確定度。我 國 自 從 加 入 WTO 之後，材料防火性能與國際相關標準的調和

(Harmonization)一直是建研所與營建署一直努力的目標。現將目前以 圓錐量熱儀、壁材側向延燒試驗儀、單材耐燃測試儀與火 災 房 間 測 試 之分級標準整理如下表

測試儀器 分類標準

圓錐量熱儀 [5][6]

加拿大 CAN/ULC S 135-1992 中華民國CNS 14705[7]

日本建築基準法第一條第5 號 日本建築基準法第一條第6 號 日本建築基準法第二條第九號 壁材側向延燒試驗儀

(Lateral Ignition Flame spread Test, LIFT)

ISO 5658[8]

ASTM E-1321[9]

單材耐燃測試儀(SBI) 歐盟EN13823[10]

火 災 房 間 測 試（ISO9705）[11] 挪威 NS 3919

在創新建材防火及煙毒性能研究(1/2)中已經針對目前一些創新 的材料如：奈米建材、綠建材、複合材料等，進行小型尺寸及中型尺 寸的圓錐量熱儀（CONE）和單材耐燃測試儀（SBI）之遇火反應 (Reaction-to-Fire)的防火性能測試，並瞭解這些創新材料的熱釋放率 及煙產生率。接下來在本年度之計畫中將規劃進行大型尺寸的火 災 房 間 測 試(ISO9705)，以檢視這些材料的防火性能特性。材料燃燒 產生之煙毒性則是利用傅立葉轉換紅外線光譜儀 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)來量測，來進行煙是否具有毒性之實驗。

在材料方面將延用3.6mm及14.5mm耐燃合板來進行ISO9705之 實驗，另外近年來國內半導體及光電業產業高科技廠房林立，其中以 新竹科學園區最為密集，南部和中部科學園區亦漸次開發。例如：1997

年十月三日聯瑞電子晶圓廠之廢氣排放引燃大火，整廠付之一炬，直 接損失估計約120億元，2005年五月一日日月光半導體廠因危險物品 油料起火，直接損失約100億元，且因此停工而引起之產量與商譽損 失更是無法估計。針對高科技廠房常用的建材及設備所使用的材料需 要做防火性能的測試，以瞭解在火災發生時的熱釋放率及煙產生率。

熱釋放率是目前使用來描述火災大小的一個重要火害參數，其計算原 理係利用量測氧消耗率的方式來計算此值。歐盟在建築材料防火測試 方面，原本是規劃在小尺寸方面採用圓錐量熱儀(ISO 5660)，在大尺 寸方面採用火災房間測試(ISO 9705)，但經數年的研究發現，兩者所 獲得之測試數據，似乎很難有一致性的量化標準，當然火災房間的測 試較能展現出材料在火場中對火反應的行為，但測試不但耗時而且耗 費也很龐大，對新材料的發展不甚有利，因此中型尺寸的測試方法在 歐體標準委員會中間始進行研發，其名稱即單材耐燃測試(Single Burning Item；SBI)，並與在2002年二月十三號正式公告實施，目前 在歐盟會員國所販賣之建築材料除防火門外，均須通過單材耐燃測試 的驗證。因此選擇高科技廠房的材料來進行CONE、建築物室內裝修 材料之耐燃性試驗法(CNS6532)、SBI及ISO9705之實驗，以求得高科 技廠房常用材料的防火性能數據外，亦可以做為發展本土數值模擬及 中大尺寸實驗的材料特性資料庫。

在高科技廠房中庫板被大量運用在裝修及隔間上，而在一般辦公 大樓、冷凍保溫乃至於物流運輸方面，庫板亦被廣泛的使用，如表 1-1 所示。庫板結構上主要有三層，通常上下兩層為不燃鋼板，而中 間層則為芯材，所以庫板是由上下兩層之鋼板與中間芯材貼合而成，

視用途而有不同的選擇，如食品廠使用PU－庫板最多，因為 PU－庫 板具有保溫、氣密等優點；科技廠房使用紙蜂巢－庫板居多，由於質 輕、低污染的特點，因此為絕佳的隔間材料。

表 1-1、庫板之應用

工 業 廠 房 & 辦 公 室 建 築 外 牆 大 型 冷 凍 及 冷 藏 庫 隔 間 板

急 凍 冷 凍 設 設 超 低 氧 保 鮮 室 無 塵 無 菌 室 工 作 場 所 檢 查 室、試 驗 室 及 苗 圃 絕 緣 應 用

牆、天 花 板 及 屋 頂 材 料 滑 升 門 及 滑 動 門 物 流 車 箱 冷 凍/冷 藏 車 箱

另外，因庫板為複合材料是由鋼板、工業用黏著劑及芯材三個主 要構件組合而成，為了更深入瞭解庫板在防火性能上的優劣處，所以 在小尺寸之實驗方面，將對庫板及組成庫板之素材進行 CONE 及 CNS6532 實驗。而素材方面主要是分為鋼板、工業用黏著劑及芯材 三個部份。鋼板部份主要針對鋼板表面烤漆對於試體熱釋放率的影 響，鋼板分成正面黃色烤漆及背面漆磨除；在工業用黏著劑方面則是 使用AU329(黃色)工業用黏著劑；芯材部份則有紙蜂巢－素材、陶瓷 紙蜂巢－素材及PU－素材三種。