第一章 緒論
在台灣人口不斷攀升的情況下,土地資源之有效利用已成為重要課題之一,
建築物而逐漸朝向都市集中,人民消費活動亦日趨頻繁。為滿足居住與使用需求,
建築物已有高層化、集合化、大型化及多元複合化發展之趨勢,並隨新材料、新 工法、新設備及技術的開發,建築物設計也更創新,如:巨蛋體育場、大型購物 商場、展覽中心、住商複合式之高層建築等,此類場所多以性能式設計排除「建 築技術規則」之規定,然排除「建築技術規則」1規定皆須提出相關驗證證明以 證實該場所屬安全場所,目前多以火災模擬程式進行驗證,但驗證結果之可信度 卻無相關評估基準,因此若有一系列檢核基準,將可強化火災模擬結果之準確性,
並加以提升我國防火安全。
第一節 研究緣起與目的
一、 研究緣起
現今建築物逐漸往高層化、大型化、集合化、高密度化及多元複合化發展,
並隨著新材料、新工法、新設備及新技術的發展與創新,加上新穎的設計理念,
若使用傳統規格式法規(Route A),對設計者而言,將顯得綁手綁腳,若依避難 性能驗證法(Route B)設計,或依建築消防機關所認定之性能設計(Route C)
進行特定空間規劃的性能驗證評估,將有助於防火設計之合理化、科學化,且符 合成本經濟效益2,更將使建築技術發展能順應時代需求而不受阻礙,亦增加設 計彈性。
現今建築物性能設計皆以經驗公式、全尺寸火災實驗或數值模擬分析進行驗 證。經驗公式為簡化火災場景的實驗歸納公式,其為累積多次實驗結果進行歸納 而成,實驗條件通常被理想化或簡易化,套用經驗公式評估建築物火災特性雖然 較為簡易方便,但是誤差大。全尺寸火災實驗則是建立欲分析之全尺寸場景進行
1 「建築技術規則」,內政部營建署,民國 100 年
2 沈子勝、陳佳君,「台灣性能審議制度與發展」,建築防火前瞻科技國際研討會論文集,民國
100 年
實際火場分析,實驗需投入大量人力、經費及場地,但研究成果可呈現真實情況,
其所建立之火場資料將可用於比對經驗公式及數值模擬分析之結果,使經驗公式 及數值分析更加準確。數值模擬分析多用於探討複雜的全尺寸火災,但目前無論 設計或審核均無一可依循的火災模擬程式應用規範,若設計者使用錯誤將無法檢 核,本研究擬研擬「建築物火災模擬工具之應用參考指南」,內容包括常用火災 模擬工具之選用及基本限制、火源及邊界條件設定原則、格點之選用與檢核、使 用版本差異等,並製作案例供設計者參考,並供審查者於審核時進行初步分析比 較之用,以俾利建築物火災模擬程式之準確性。此外,設計火源之設定尤其關係 火災初期之規模,需仰賴真實實驗數據,若能提供常見可燃物之燃燒曲線將俾利 建築物火災模擬程式之準確性。
二、 研究目的
1. 探討各常用建築物火災模擬程式之限制,並研擬選用原則以供設計者正確選 用適合之模擬程式。
2. 探討我國建築物性能設計使用火災模擬程式之現況。
3. 探討火災模擬程式設計火源需求,進行全尺寸火災實驗,建立熱釋放率數據 庫。
4. 研擬「建築物火災模擬工具之應用參考指南」供設計者及審核者對模擬結果 皆有明確檢核原則,並依應用指南研提建築物火災模擬程式之設計範例。
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第二節 研究方法與步驟
本研究以文獻分析、設計火源調查及試驗、建築物火災模擬程式範例及專家 座談諮詢四方式進行:
1. 文獻分析
蒐集常用之建築物火災模擬程式,分析其選用原則。另將蒐集國外有關火災 模式使用之標準或規範,如 ASTM E1355-火災模擬預測能力評估標準(Standard Guide for Evaluating the Predictive Capability of Deterministic Fire Models)、ASTM E1472-火災模擬程式文件化標準(Standard Guide for Documenting Computer Software for Fire Models )、ASTM E1591-火災成長模擬資料取得標準(Standard Guide for Obtaining Data for Fire Growth Models)、ASTM E1895-火災模擬程式使 用及限制標準(Standard Guide for Determining Uses and Limitations of
Deterministic Fire Models)等標準,及我國近年來評定審查採用之規定,以研擬 適用於我國「建築物火災模擬工具之應用參考指南」,內容包括火源及邊界條件 設定原則、格點之選用與檢核、模擬結果分析、使用版本差異等。
2. 設計火源調查及試驗
調查國內外設計案例於設計時所採用之火源,研提實驗規劃,並進行全尺寸 火災實驗,建立熱釋放率數據,其結果供火災模擬程式建立火源設計之依據,以 增進火災模擬之準確性。
3. 建築物火災模擬程式範例
分析我國近年來消防署及建築中心建築物火災性能設計案例使用火災模擬 程式之情形,選出常見之建築型態及條件,再依上述研擬之「建築物火災模擬工 具之應用參考指南」規定進行示範,其結果不但可供設計者參考,並供審查者進 行初步分析比較之用。
4. 專家座談諮詢
在擬定「建築物火災模擬工具之應用參考指南」後,將召開專家座談會議,
邀請各領域專家、建管與消防審查人員及台灣建築中心防火避難安全性能審查評
定小組委員擔任本研究之專家諮詢委員。
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