第一節研究緣起與背景
在過去人們對於火災的警覺性以及火災相關法律的不完全，常常導致火 災一發生，便會損失大量生命財產，有鑑於此，漸漸有許多學者開始對火 災作探討，進行相關試驗。過去早期以實驗為主，實體試驗雖然較為準確，
但所費不貲且費時，因此也開發出了許多對於火災分析的相關軟體，如 Fire Dynamics Simulator (FDS)等，而如今隨著科技迅速發展，電腦處理速度也 越來越快，因此以分析軟體來先行預測也逐漸變為主要趨勢。
之前美國 911 事件，雙子星大樓倒塌，並非是飛機撞擊引起，而是由於 瞬間大量汽油起火燃燒產生高溫，鋼材承受不了高溫而導致大樓崩毀。有 鑑於此，美國 NCST（National Construction Safety Team）提出了未來應對 於真實火災與建築結構因火災產生反應之行為間之電腦分析方法加以探 討，包含火災發生時物件延燒、閃燃發生至全盛期與降溫階段甚至結構倒 塌等分析。一般火災模擬軟體大致以模擬空間氣場溫度分布、濃度等狀況 為主要目標，但對於結構建築有何影響並無一分析介面或軟體可供參考，
為了能對火場狀況更加了解，諸如物件延燒、結構撓曲等變化，建立火災-結構(Fire-Structure)分析介面是目前探討的重點。
第二節文獻回顧
火災軟體從發表以來，至今已有許多使用者應用相關防火工程研究，在 文獻上，陳朝慶(2001)以CFD模式對半導體廠房進行火災模擬，因其無塵室 環境特殊，且有許多可燃性及易燃性氣體或液體，因此依據容易發生火災 的器材進行模擬。在民國87年有劉君逸(1998)對三維單房間內火災的模 擬，探討火源條件、通風狀況、牆壁狀態對火災的影響。楊育荃(2002)則 以模擬軟體FDS透過立體停車場及一棟辦公型大樓的其中兩層作模擬，分析 格點與邊界條件設定不同所產生的結果。另外還有蔡清雄(2004)也使用FDS 去模擬核電廠內相鄰開關箱室的火災情境，比較兩房間氣場溫度，藉此了 解是否會達到儀器損壞溫度。另外在評估室內裝修材料的防火性能測試 中，ISO 9705 全尺寸房間試驗是最能表現出材料於真實火場行為而備受國 際認可，但此試驗耗費高且費時，因此利用就有黃雄義(2005)使用FDS去模 擬ISO 9705全尺寸房間試驗，一開始進行最佳格點尺寸及配置條件，之後 決定材料的熱屬性參數，最後以實際ISO 9705房間進行石膏板及耐燃合板 實驗並與模擬結果比對。黃育祥(2005)探討現行火災調查進行方式及未來 發展趨勢，以FDS進行火災模擬，並討論FDS相關參數。蕭培黃(2007)對火 災模擬器進行研發與製作。陳明宗(2008)以實際案例作火害分析，先以FDS 重建火場狀況，再以對外開口時間、房間隔間牆材質以及改變主火源類型 進行比較火場狀況。林誠興與王士承(2007)也以FDS模擬實際案例「卡爾登 理容院」火災案例來作火災模擬研究，首先以格點獨立性分析的方式找出
最適模擬之格點數，再以包廂隔板之汽化熱、一樓包廂天花板開口變動的 情形，配合火場實際情境來重建火場，主要以溫度場、火流方向與濃煙擴 散情形來評估人員逃生時間，籍此了解此火場中人員喪生之主因，分析影 響火場之重要參數。
以上為電腦防火軟體FDS應用的相關文獻，但為了能更進一步探討火災如何 對結構構件產生變形或倒塌等行為，已有若干學者開始著手進行相關研 究 ， 建 立 火 災 - 結 構 (Fire-Structure) 的 分 析 介 面 ， 像 是 Wickstrom etal.(2007)提出絕熱表面溫度的概念；在Duthinh etal.(2008)文中也提 出由絕熱表面溫度取得結構表面溫度歷時，以建立火災-熱傳-結構之分析 介面；Wickstrom(2009)利用平版溫度計(Plate Thermomerter) 取得絕熱 表面溫度值去做數值分析。而國內95年間由元智大學林誠興教授主持之「建 築物火災行為與結構安全之性能模擬分析」國科會補助專題研究案(林誠興 (2006))，以FDS火災模擬軟體模擬單一區間內部梁受火害時之邊界溫度，
接著以熱傳導理論，利用有限差分(Finite Difference Method)數值方法，
模擬鋼筋混凝土複合矩形梁內部溫度分布，主要探討不同火源位置與熱釋 放率大小對梁熱傳遞與結構強度之影響，提供建築物受火害後結構安全數 值估算模型供參考應用。另外以FDS搭配非線性有限元素分析軟體(如 ANSYS、ABAQUS)進行研究的，有Jowsey etal.(2004)透過FDS與ABAQUS分析 火害引起氣相環境與固相(如結構構件)間的邊界條件；張永恒(2007)以FDS 進行火場研究，再以ANSYS進行結構分析。