第三章 水平噴流防煙系統之數值模擬
第二節 空間外形與配置
壹. 外形尺寸
水平噴流防煙系統將參考日本大成建設所提出之外形尺寸作為模擬雛型並作細 部更改以較符合台灣走廊的建築物。水平噴流防煙系統的模擬空間是於一長 11 公尺、
寬 2 公尺、高 2.5 公尺之外形空間進行數值模擬。數值模擬中又將空間區分為火災 區、遮煙空間與保護空間三部分。遮煙空間係介於火災區與保護空間之間,並設置兩 對噴流出風口於壁面。分別以不同切線方向夾角,向走廊火災發生的方向噴出空氣形 成一道噴流,使得火災發生時所產生的濃煙控制在火災區域內,進而使保護區域有較 長時間與較為安全的條件進行避難。走廊空間裝設一排煙風機用來模擬實際建築物中 於前室空間的排煙設備。如圖.3-1 所示。
貳. 數據擷取
本電腦數值模擬將於電腦模擬計算之空間的火災區域、排煙風機吸入口前與保護 區域的特定位置分別截取風速、溫度、壓力、二氧化碳濃度與煙層堆積高度。藉由擷 取溫度數據得到水平噴流防煙系統之阻熱性;火災區域與保護區域之空間壓力差得到 阻煙能力是由壓力差所保護或噴流氣流所阻擋;排煙風機與噴流出口擷取風速資料,
以確認於計算過程中使用正確風速與風向進行模擬;利用量測煙層堆疊之高度與搭配 FDS 的後處理軟體 Smokeview 觀測火災空間之濃煙是否穿越進入保護區域;量測二氧 化碳濃度可清楚明瞭保護區域是否會因為二氧化碳濃度過高而無法使人員於保護空 間內進行等待。
參. 數值模擬項目
電腦模擬項目將測試水平噴流煙控系統於避難走廊之防煙性能。因此噴流風速、
火源大小及有無排煙等條件皆必需考慮。為詳細評估水平噴流防煙系統於國內建築物 之適用性,實驗項目之情境規劃,除了以三種不同火源大小,也考慮三種不同噴流風 速(4.2 m/s、5.3 m/s、6.3 m/s)與參考建築技術規則第 101 條有關室內採用機械排 煙時需有 1CMM/每平方公尺排煙量之要求進行避難走廊有機械排煙啟動之情境規劃,
驗證國內一般建築物未來實際採用水平噴流煙控系統於避難走廊進行防煙之可行 性。在部分測試條件和噴流安裝角度上,將參考日本研究成果的建議,採用兩種不同 噴嘴角度設計方式,主要目的是此部分實驗結果有比較有參考之依據。完整實驗的規 劃項目如表.3-1 所示,共 18 種不同的條件進行分析,在電腦模擬分析上,則分成以 下三種不同參數類型進行探討。
(1). 不同火源大小對水平噴流系統防煙與阻熱效果實驗
藉由 SMOKEVIEW 的後處理軟體來目測觀察煙流是否會由火災區穿越遮煙空間 進入到達保護區域內來評估其防煙效果,並由擷取煙層堆疊高度來評估是否影響逃生 人員進行避難。經由熱電偶得知於各溫度量測點的溫度,來評估其阻熱效果。防煙阻 熱實驗條件設定可參照表 1。實驗測點如圖 3.2 所示。
(2). 不同的噴流流速對水平噴流系統之防煙效果影響實驗
此實驗是為了瞭解在不同流速下給氣速度與排煙口位置對防煙效果的影響,當噴 流風速增加時,是否會抽到新鮮空氣而使得效率減低及浪費能源。當噴流流速減小 時,是否有足夠的能力即時將濃煙排出,使得保護空間依然有一定程度的安全條件,
藉此找尋出不同風速所影響的連帶關係。
編號 火源大小 噴流風速
[側視圖 ]
保護空間 1100 1000 2800 遮煙空間
1950 1850