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參 考 文 獻
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所 86 年 委 託 專 題 研 究 成 果 報 告 書 ， 台 北 市 ： 內 政 部 建 築 研 究 所 ， 民 國 87 年 6 月 。
22． 熊 光 華 、 David Yung，「 建 築 物 火 災 危 險 及 成 本 評 估 電 腦 模 式 適 用 性 驗 證 研 究 」，內 政 部 建 築 研 究 所 87 年 委 託 專 題 研 究 成 果 報 告 書，台 北 市：內 政 部 建 築 研 究 所，民 國 88 年 6 月 。
23． 潘 德 倉 ，「 住 宅 火 災 人 命 安 全 評 估 之 研 究 」， 桃 園 :中 央 警 官 學 校 警 政 研 究 所 碩 士 論 文 ， 民 國 85 年 6 月 。 24． 簡 賢 文 ，「 建 築 物 火 災 危 險 度 評 估 技 術 及 其 應 用 之 研
究 」，中 央 警 官 學 校 警 政 研 究 所 碩 士 論 文，民 國 75 年 6 月 。
25． 簡 賢 文，「 建 築 物 火 災 危 險 度 評 佔 技 術 及 方 法 之 探 討 」，
警 政 學 報 ， 第 十 七 期 ， 桃 園 :中 央 警 官 學 校 ， 民 79 年 6 月 ， 第 13— 14 頁 。
B. 英 文 部 份
1．D. Drysdale, “ An Introduction to Fire Dynamics,” John Wiley & Sons, 1985.
2．D. R .Beck , D. Yung , Y. He, & K. Sumathipala,“ Experimental Validation of a Fire Growth Model,” Interflam '96, Cambridge, England, March 26-28, 1996, pp.653-662.
3．E. E. Zukoski,“ Fluid Dynamic Aspects of Room Fire,” Fire Safety Science, Procee-dings in the First International Symposium, 1985, Hemisphere, Washington DC, pp. 1-30.
4．E.K. Budnick,“ Mobile Home Living Room Fire Studies: The Role of Interior Finish,” NBSIR 78-1530, U.S. Dept. of Commerce, 1978, pp.163．
5．G.V. Hakjisophocleous & D. Yung,“ Parametric Study of the NRCC Fire Risk-Cost Assessment Model for Apartment and Office Building,” Proceedings of the 4th International Symposium on Fire Safety Science, Ottawa, Canada, July
104
-13-17, 1994, pp.829-840.
6．Roux, H. J. and G. N. Berlin,“ Toward a Knowledge-based Fire Safety System,”
in E. E. Smith and T. Z. Harmathy Ed., Design of Building Fire Safety - ASTM 686, PA: American Society for Testing and Naterials, 1979, pp.3-13.
7．H. J. Roux,“ A Discussion of Fire Risk Assessment,” Fire Risk Assessment, ASTM STP 762, G. T. Castino and T. Z. Harmathy, Eds., American Society for Testing and Materials, 1982, p. 17.
8．H. Takeda, & Dr. Yung,“ Simplified Fire Growth Models for Risk-Cost Assessment in Apartment Building,” Journal of Fire Protection Engineering, Vo1.4, No.2, 1992, pp.53-66.
9．H. Takeda & D. Yung,“ Simplified Fire Growth Model for Risk-Cost Analysis,”
Fourth CIB Workshop on Fire Modeling, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, February 12-14, 1990.
10． J.G. Quintiere & M. Harkleroad,“ New Concepts for Measuring Flame Spread Properties,” NBSIR 84-2943, National Bureau of Standards, Maryland, 1984.
11． J.K. Richardson, “Moving Toward Performance-Based Code,” NFPA Journal, Vo1.88, May/June, pp.71-78.
12． J. K. Richardson, David Yung, and G. V. Hadjisophocleous,“ Calculating the Risk to Life of Occupants During A Fire,” Guest Lecture Presentation to Faculty & Staff at Central Police University, Taoyuan, Taiwan, May 1996.
13． John M. Watts, Jr.,“ Probabilistic Fire Models,” in A.E. Cote & J.L. Linville et al Eds., Fire Protection Handbook, 17th edition, National Fire Protection of Association, 1991, Section 10/Chapter 10, p. 10-93.
14． NFPA, Handbook for Life Safety Code, 1991 edition, MA : National Fire Protection Association, 1991, P.Ⅶ.
15． Professional Loss Control Ltd.,“ Review of Automatic Sprinkler Protection for Building in Canada,” Professional Loss Control Ltd., Fredericton, New Brunswickl February 1992.
16． R. W. Bukowski, R. D. Peacock, W. W. Jones & G. P. Forney,“ An Update Guide for HAZARD I Version l.2,” NlSTIR 5410, National Institute of
Standards and Technology, May l994.
17． V.R. Beck ＆ D. Yung. “The Development of a Risk-Cost Assessment Model for the Evaluation of Fire Safety in Building,” Fire Safety Science, Proceedings of the Fourth International Symposium, pp.817-828．
18． William D. Walton,“ Zone Computer Fire Models For Enclosures,” SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, by Philip J. DiNenno and Craig L.Beyler et al Ed., Second edition, National Fire Protection Association &
Society of Fire Protection Engineering, 1995, Section3/Chapter7, pp.3-148-3-151.
19． William D. Walton & Edward K. Budnick,“ Deterministic Computer Fire Model,” Fire Protection Handbook, by A. E. Cote & J. L. Linville et al Eds., 17th edition, National Fire Protection of Association, 1991, Section 10/Chapter 9, pp.10-86-10- 92.
20． W. D. Woolley & P.J. Fardell,“ Basic Aspects of Combustion Toxicology,” Fire Safety Journal, 5(1982) 29.
21． Y. Hasemi,“ Wooden 3-Storey Apartment Building Shake and Burn Test Report,” Building Research Institute, Tsukuba, Japan, January 1992(in Japanese).
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<附件一>
實驗計劃書
一、 實驗方法：
本案依「室內裝修與自動撒水設備防火功能替代之研究計劃書」
之精神，實際著手蒐集相關文獻資料參考，藉由室內裝修材料（被動 式火災防護手段）耐燃等級與自動撒水系統（主動式火災防護手段）
反應速度相互搭配的改變，藉由全尺寸燃燒屋做 16 次的燃燒試驗，
從實驗當中儀器所量測之影響火場人命的危險參數 CO%、CO2%、火 場溫度--時間曲線變化情形及煙下沉的速度，藉由 CFAST 電腦軟體模 擬來評估室內裝修耐燃等級與自動撒水系統間「等價替代」之定性與 定量關係。
二、 實驗限制：
本實驗僅針對與人命較直接相關的氧濃度、煙層下降速度、及與 室內發生閃燃時的徵兆 CO/CO2 、溫度，予以蒐集分析。不考慮燃燒 產生之毒氣，且實驗環境以「Fuel Surface Control」為主。
三、 實驗設備：(詳標單) 四、 儀器校正
1. 校正設備：多功能氣體分析儀、熱溫式測溫系統
2. 校正時間：視需要於首次實驗前實施校正，受限於經費與時間使用 中不再校正。
3. 校正單位：由建研所負責請相關單位校正後再交由警大使用 五、 實驗步驟：
(一) 儀器校正、器材、工程採購發包
(二) 配合現場 RC 牆開孔：攝影視窗、採煙孔、熱電偶配線孔。
2
(三) 撒水配管進場施工
(四) 熱電偶探測棒及配線安裝 (五) 室內裝修進場施工
(六) 儀器室設備安裝測試
(七) 焚燒前木材置恆溫恆濕室一周，當天再取出。
(八) 實體焚燒
(九) 記錄數據、錄影煙流動態至閃燃發生或自動撒水系統滅火後即 停止。
(十) 燒盡後滅火，清理現場並檢討缺失，針對第一次實驗所得經驗 重覆第五步驟。
(十一) 將 16 次所得資料以統計方式進行分析并輔以 CFAST 軟體加 以模擬比對，尋求一套合理的等價替代模式。
(十二) 結案報告
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附 件 圖 表 目 次
圖一 電氣平面圖 ... 5 圖二 探測器及攝影機配管線平面圖 ... 6 圖三 給水 撒水平面圖 ... 7
圖四 撒水 PUMP 水力計算書 ... 8 圖五 水塔施工示意圖 ... 9 圖六 主配電盤單線圖 ... 9 圖七 集煙木箱安裝示意圖 ... 10
圖八 35cmW×35cmL×35cmH 木箱施工示意圖... 11
圖九 磚牆門窗施工立面圖 ... 11
圖十 易燃房間－實驗房間裝部位及傢俱施工斷面圖 ... 12
圖十一 防火房間－實驗房間裝修部位及傢俱施工斷面圖 .... 12
圖十二 觀測窗與牆面室內裝修施工示意俯視圖 ... 13
圖十三 觀測窗外部照明攝影安裝示意圖 ... 13
圖十四 焚燒室平面尺寸圖 ... 14
4
圖十五 焚燒用角架圖 ... 14 圖十六 牆面玻璃固定大樣圖 ... 15
表一：工程進度配合表 ... 16
表二：實驗條件及參數矩陣表 ... 17
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圖一 電氣平面圖
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圖二 探測器及攝影機配管線平面圖
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圖三 給水 撒水平面圖
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Pump 水 力 計 算 （ 依 消 防 署 規 定 之 現 行 方 式 計 算 ） 直 管 1” → 1m
90°×1→ 0.8m A-B
1.8m 1.8×28.36/100=0.51m 直 管 1¼” → 1.15m
三 通 ×1 → 2.2m B-C
3.35m 3.35×29.19/100=0.978m
直 管 2” → 13m 三 通 ×2 3.2m×2 90°1” 1.6m×2 間 閥 ×1 0.3m C-D
22.9m
22.9×15.51/100=3.552m
H： 0.51+0.978+3.552+2.5+10=17.54m Q： 320l/min
pump 採 1ψ 220v
圖四 撒水 PUMP 水力計算書
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圖五 水塔施工示意圖
圖六 主配電盤單線圖
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圖七 集煙木箱安裝示意圖
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圖八 35cmW×35cmL×35cmH 木箱施工示意圖
圖九 磚牆門窗施工立面圖
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圖十 易燃房間－實驗房間裝部位及傢俱施工斷面圖
圖十一 防火房間－實驗房間裝修部位及傢俱施工斷面圖
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圖十二 觀測窗與牆面室內裝修施工示意俯視圖
圖十三 觀測窗外部照明攝影安裝示意圖
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圖十四 焚燒室平面尺寸圖
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圖十五 焚燒用角架圖
圖十六 牆面玻璃固定大樣圖
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表一：工程進度配合表 耐燃裝修
室內耐燃裝修 換全室內壁紙 換天花板矽酸鈣板
換全室壁紙
室內耐燃裝修 換裝玻璃
易燃裝修
拆除裝修廢棄物清運 室內易燃裝修
換裝玻璃 換天花板木合板
換全室內壁紙
換天花板木合板.骨料 換全室內壁紙
室內易燃裝修 換裝玻璃
設撒水 不設撒水
1A/L 2B/L 3B/H 4A/H 5B/L 6A/L 7A/H 8B/H
9B/L 10A/L 11A/H 12B/H 13A/L 14B/L 15A/H 16B/H END
設撒水 不設撒水
1.2.3……表示第幾次燃燒 A.B…….表示不同房間 H.L…….表示火載量之高低
(燃燒方式－室內裝修搭配流程)
表二：實驗條件及參數矩陣表
易燃性室內裝修材料 耐燃性室內裝修材料
實驗變項(一)
實驗變項(二) 低火載量 高火載量 低火載量 高火載量
A 10 11 1 4
有
B 9 12 2 3
A 13 15 6 7
撒水 設備 系統
無
B 14 16 5 8
註：實驗參數如下：
O
2濃度 CO 濃度 CO
2濃度 溫度
煙層下降位移
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<附件二>
CFAST 軟體簡介：（以下資料摘錄於 CFAST, the Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport,Richard D. Peacock, Glenn P. Forney, Paul A. Rebecca M. Portier, Walter W. Jones, p62~81）
一、 前言：
CFAST 是一個電腦軟體程式的區域模式(zone model)，它可用來 預測火災時，數個隔間結構內的環境，並在使用者所選定火災模式 後，計算一建築物內煙、火氣和溫度發展情況，此電腦軟體的計算係 以物理方程式為依據，轉換成各種模式，使用者輸入資料後便可由電 腦執行每個模式，而預測火災時的現場情境。
在區域模式和實際尺寸的火災實驗間之比較，大體上 CFAST 在 這兩者間之比較上有令人滿意的結果，雖然區域模式和火災間仍有些 不同，那些可由區域模式之限制來解釋。
模式的分析用來預測火災發展是起源於 1960 年，剛開始發展的 焦點是以數學式來描述各種不同火災成長及蔓延的現象，這些個別的 數學式僅能描述個別的一小部分的火災現象，但當他們連結在一起 時，便可產生一複雜的電腦程式，來針對使用者所輸入的參數，以火 災科學為基礎作一估計，這種模式的分析已經進步到提供精確的火災 成長的預測，且能運用於工程實務上。
區域模式係以物理性質或控制體積為基礎，描述火災發展的情 形。其將房間劃分成若干區域，通常為熱上層（hot upper layer）和冷 下層(lower cooler layer)二個氣層，每個區域內的流場和物理化學性質 是均勻的，不同區域的性質則不一樣，結合一些守恆方程式或合理的 經驗方程式（empirical correlation）計算起火空間中上下兩層的熱流現 象。此模式在計算上較簡單，但他需要大量的假設或概估，這些假設 和概估則有賴實驗結果來支持，因而對實驗的依存性很高。但目前火
災模式仍以區域模式為主流，以發展之模式經實驗的研究與觀察，在 做些符合火災現象修改後，是一合理可行的模擬方法。
二、 假設與限制：
模式分析時牽涉物理、化學、流體力學、熱傳等各種科學，並使 用基礎定律（質量、能量和動量守恆）及經驗方程式或「經驗推測」
（educated guesses），因此程式需做許多假設和概估，並分析參數值的 有效範圍。其使用範圍為單一或雙併住宅用途，但無法評估熱和煙經 空調系統和樓梯流至其他地方。
三、 功能與架構：
CFAST 是一個多房間的火災模式，可預測使用指定的火災對結 構內所造成的狀態。可容納 10 個房間和多個與外界連通開口的模擬。
程式輸入資料是房間和彼此連接描述的幾何資料，天花板、牆和地板 的熱物理性質，火的質量損率和燃燒產物的產生速率。而輸出是空間 內熱上層和冷下層的溫度厚度、和各種的濃度，同時也提供表面溫 度、熱傳和質量流率資料。
CFAST 提供了下列的功能計算：
1. 根據小尺寸或大尺寸實驗測量值，計算出單一房間內一個或多 個可燃物燃燒後，所釋放的能量和燃燒產物（煙和有毒氣體）
的質量。
2. 計算因自然或強制對流所造成之浮力，驅使空氣流過房間和通 道（門、窗或開口）的情形;
3. 經由接觸面的熱傳和空氣混和的稀釋等計算後，所得之氣體溫 度、煙密度和有毒氣體之濃度。
20
CFAST 架 構 圖
四、 實驗與模擬分析之比較：
五個不同全尺寸火災模型試驗被選來比對 CFAST 的模式：
1. 單一房間火災試驗以家具佈置，來當作燃燒材因其具有較好的 燃燒特性，且可作為較穩定的發火源。圖 13 示意其房間與儀 器的配置，熱釋放率、質量折減率及生成物種類，均可以此試 驗測出，這是能直接被運用的模式，當房間容積為 21m3 時，
火焰最大發熱量為 2.9MW。
2. 這種測試是單一房間以家具為火源的測試，他必須另外將牆壁 燃燒性的現象，當作額外的輸入資料。圖 14 示意測試的房間 與抽風照的排列，在房間尺寸與前者類似時，火焰最大發熱為 7ＭＷ。
3. 這些資料的設定乃以 3 個房間配置簡易的穩定氣體火焰燃燒 器，做 11 次實驗所得資料。圖 15 示意房間的配置與測試的儀 器，藉由小尺寸至中尺寸的試驗，可提供一個基本的設定量，
既然火源都採氣體燃燒器，便可直接予以模擬，因為他被用為 程式的一部份來作為正確評估模式的一種方法論，所以他有特 殊的影響，在空間容積為 100m3 時，其火的大小為 100ｋＷ。
4. 資料的設定乃是一系列試驗處理的一部份，在多重（各種）房 間的配置，配合較複雜的氣體燃燒器的火焰，便會有不同的資 料，來比對先前設定的資料，這個課題因為其藉由在房間及走 廊配置較大且隨時間而變化的氣體燃燒器，而有不同的資料，
故被包含在內。圖 16 示意測試用房間配置及儀器，房間容積 200m3 時，火的規模增大到 1ＭＷ。
5. 由最複雜的試驗，資料的設定乃是一系列尺寸實驗進行評估蓄 煙控制系統，及有無樓梯天井的空氣壓之一種，將其用以評估 一棟 7 樓旅社，在每一層有數個房間並以樓梯天井連通各層。
5. 由最複雜的試驗，資料的設定乃是一系列尺寸實驗進行評估蓄 煙控制系統，及有無樓梯天井的空氣壓之一種，將其用以評估 一棟 7 樓旅社，在每一層有數個房間並以樓梯天井連通各層。