第一節 研究計畫背景與目的
欲達建築物防火安全的要求，選擇符合防火安全要求的室內裝修 材料是最有效的方法之一。然而，如何確認材料的防火性能，現今的 觀念已從以前的「規格式法規」進展到「性能式法規」，而判定基準也 欲從以往的以單一或數個試驗法試驗結果判定，進展到以小尺寸試驗 法結果輸入火災電腦模式中[1-9]1，由模擬的結果判定材料性能，因為 小尺寸試驗結果能提供材料防火性能的基本資訊，輸入火災電腦模式 後將可更符合材料的最終用途的火場狀況。
但處於「規格式法規」進展到「性能式法規」，且面臨火災模擬程 式預測結果準確性待確認的過渡時期，以下二課題是目前重要的研究 方向：
1. 發展火災模式（fire model）：期待以小尺寸的實驗數據作為輸 入資料，預測大尺寸火場之狀況。
現今國際上防火研究最被重視的試驗標準有二項小尺寸試驗（圓錐 量熱儀（Cone Calorimeter）[10]2、牆面火焰側向延燒試驗儀 (LIFT)）
1 Saito K, Quintiere JG and Williams FA, Upward Turbulent Flame Spread, Fire Safety Science- Proceedings of the First International Symposium, pp. 75-86, 1985
Karlsson B, A Mathematical Model for Calculating Heat Release Rate in the Room Corner Test, Fire Safety Journal, Vol.20, pp.
93-113, 1993
Delichatsios MM, Mathews MK and Delichatsios MA, An Upward Fire Spread and Growth Simulation, Fire Safety Science- Proceedings of the Third International Symposium, pp. 207-216, 1991
Hasemi Y, Thermal Modeling of Upward Wall Flame Spread, Fire Safety Science- Proceedings of the First International Symposium, pp. 87-96, 1985
Grant G and Drysdale D, Numerical Modelling of Early Flame Spread in Warehouse Fires, Fire Safety Journal, Vol.24, pp.
247-278, 1995
Kokkala M, Baroudi D and Parker WJ, Upward Flame Spread on Wooden Surface Products: Experiments and Numerical Modelling, Fire Safety Science- Proceedings of the Fifth International Symposium, pp. 309-320, 1997
Ohlemiller TJ and Cleary TG, Upward Flame spread on Composite Materials, Fire Safety Journal, Vol.32, pp.159-172, 1999 Brehob E and Kulkarni AK, Experimental Measurements of Upward Flame Spread on a Vertical Wall with External Radiation, Fire Safety Journal, Vol.31, pp.181-200, 1998
Tsai KC and Drysdale D, Using cone calorimeter data for the prediction of fire hazard, Fire Safety Journal, Vol.37, pp.697-706, 2002
2 ISO 5658, ‘Fire Tests, Reaction to Fire. Lateral ignition and flame spread of building products’. International Organisation for Standardisation, Geneva, 1993
[11]3及一項大尺寸試驗（房間火災試驗 (Room Test)[12]4），由於圓 錐量熱儀和牆面火焰側向延燒試驗儀是小尺寸試驗法，如何從小尺寸 試驗的結果，運用火災模式去預測一般為大尺寸的火場狀況仍是亟待 研究突破的課題。
2. 判定基準的再研究：使判定基準更能準確地將防火材料分級。
針對圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗儀及房間火災試驗三項 國際標準，不但要研討其單獨成為判定基準的劃分標準，還要比對 小、大尺寸試驗法的相容性。此外，我國針對內裝材料已有現行的試 驗標準，即表面試驗及基材試驗，而原本以此二試驗法判定材料防火 性能的日本，也正在做國際調和的工作[13]5，因此，現行的表面、基 材試驗判定法如何與國際最被重視的試驗法相容或共同判定，是我國 加入 WTO 後刻不容緩，需要面對的問題。
以上的二種研究都需要大尺寸的實驗（例如房間火災試驗）加以驗 證，期能使我國裝修材料防火性能試驗法與基準不僅與國際接軌、調 和，而且本土實驗資料能提供國際上關於此三種國際試驗法一些思考 方向。另外，提供驗證現存火災模式的實驗資料。
第二節 研究範圍
研究範圍分為以下四部分：
1. 試驗法
本計畫將針對五種裝修材料防火性能試驗法進行實驗探討，此五 種試驗法事實上是以不同尺寸且不同幾何配置的試體，針對不同的火 災行為進行危害評估，其重要項目如表 1-1：
3 ISO 5660, ‘Fire Tests, Reaction to Fire. Rate of heat release from building products’. International Organisation for Standardisation, Geneva, 1993
4 ISO 9705, Fire tests- ‘full-scale room test for surface products’, International Organisation for Standardisation, Geneva, 1993 5 A review on the state-of-the-art of fire testing and evaluation scheme under revised building standards law of Japan, 原田和典，中
日技術合作計畫，建築防火性能式設計與試驗研討會，Tainan, 2002
表 1-1 計畫研討試驗法之比較 燃燒物尺寸為 10 cm 以下時，其流場狀況為穩流（laminar flow），但 當大於 20 cm 後，則呈紊流（turbulent flow），且在火焰規模較小時，
其熱傳遞 (heat transfer)的方式以對流(convection)為主，但當尺寸 增加後，則轉為以輻射(radiation)為主[14]6。另外，延燒則以垂直向 上延燒(upward flame spread)最快速，因其延燒加熱區域的加熱強度 最強，且範圍最大。
2. 判定基準
本計畫將針對圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗儀及房間火災 試驗三項國際標準，研討其單獨成為判定基準的劃分標準，並比對
6 Drysdale D, An introduction to fire dynamics, 2nd edition, John Willy, 1999
小、大尺寸試驗法的相容性。此外，我國針對裝修材料已有現行的試 驗標準，即表面試驗及基材試驗，將以相同材料對不同測試法進行實 驗量測及分析，已提出相容性或共同判定方法的建議。
3. 材料特性
本計畫以已符合我國現行判定基準(CNS 6532)耐燃一、二、三級及 級外的材料，加上不同的面材（壁布、壁紙、塗料）作為試驗材料，因 此，除可對於五種試驗法以已判定分級的材料做對比探討外，複合材 料造成的影響也將被研討，因為圓錐量熱儀及表面試驗著重面材的著 火性，常忽略基材的性能，以使用相同基材但不同面材的實驗試體進 行實驗，可評估面材、基材對防火性能的影響，以及其在測試時須特 別注意的事項。
4. 火災模式
現今國際上已有數個應用圓錐量熱儀（Cone Calorimeter）及牆面 火焰側向延燒試驗儀 (LIFT) 實驗數據以預測大尺寸房間火災試驗的 火災模式，由於圓錐量熱儀和牆面火焰側向延燒試驗儀是小尺寸試驗 法，如何從小尺寸試驗的結果，運用火災模式去預測一般為大尺寸的 火場狀況仍是亟待研究突破的課題。本計畫將以針對此課題進行研 討。
第三節 研究方法及進行步驟
1.先蒐集國際上針對三種試驗法（圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗 儀及房間火災試驗）以及我國現行的表面試驗及基材試驗的研究及判 定基準，進行初步比較研究。
2.以火焰動力學 (Fire Dynamics) 的角度針對此五項試驗法進行其測 試原理的比較分析，並提出其適用範圍及可能的改變。
3.以底板加上不同的面材（例如壁布、壁紙）以及已符合我國現行判定 基準耐燃一、二、三級及級外的材料作為試驗材料，進行五項防火 性能試驗法，然後分析其相容性。
4.提出國際試驗法直接成為材料防火性能判定標準的初步判定劃分基 準。
5.提出國際試驗法與現行的表面試驗及基材試驗判定基準的對應關 係，並評估直接轉換的可能性。
第四節 預期完成之工作項目及具體成果
本研究案預計完成以下工作項目與具體成果：
1. 針對圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗儀及房間火災試驗三項 國際標準，建立本土實驗資料庫。
2. 圓錐量熱儀已成為國家標準 (CNS 14705)，本研究將針對其他二 項國際標準試驗方法(ISO 5658、ISO 9705)進行實驗研討，為以後 成為國家標準進行先期研究。
3. 提出我國國際調和之新試驗法之「建議判定標準」，並評估其直接 成為材料防火性能判定標準的可行性探討。
4. 提出建議試驗法及基準與現行的表面試驗及基材試驗判定基準之 相容性建議。
5. 以不同的材料進行對比試驗，評估以小尺寸實驗結果預測大尺寸 實驗的可行性。
6. 以相同基材但不同面材的實驗試體進行實驗，以評估面材對防火 性能的影響。
圖 1-1 進行步驟
(本研究整理) 結果分析
蒐集國際上關於 五種試驗法之研 究及判定基準
蒐集國際上使用三 種試驗法作為火災 模式的資料
以防火動力學角度 分析五種試驗法
房間試驗 屋設置
試材選擇
五種試驗法實驗
結果分析
判定標準研討 專家諮詢會議
試驗法及判定 標準建議
結論