緒論

1.1 研究動機與目的 1.1.1研究動機

排煙設備為目前公共場所及大型空間常見之消防安全設備，現行法規規 定大於 100 平方公尺之居室即須設置排煙設備。現行消防安全設備設置標 準乃採條列式規定，但目前眾多新型態建築物因構造、用途關係無法適用 排煙設備規定，而委託學者、專家採煙控設計送消防署專案審核¹。且產、

學界已有許多針對特定空間之煙控、性能式排煙等相關研究，儼然成為排 煙研究之主流。惟上述特殊空間型態建物畢竟屬於少數，其餘為數眾多之 一般建築物仍適用現行法規，其排煙設備之排煙口²與防煙壁設置仍有許多 適用之問題，造成設計、裝置、審查及檢查之困難，故本研究欲針對現行 排煙法規中之排煙口與防煙壁之高度、位置等規定，利用FDS軟體做一基礎 研究，以期解決其設計、裝置上之困難。而過去各類場所消防安全設備設 置標準與建築技術規則皆對防煙壁與排煙口設置有所規範，兩者條文多所 不同。但民國 97 年 03 月 13 日建築技術規則修訂及民國 97 年 05 月 15 日各 類場所消防安全設備設置標準修正後排煙設備相關條文已可以競合，其面 臨相同之困境。希能以此研究瞭解防煙壁、排煙口之作用與性能，以做為 法規修正之芻議。

1.1.2 研究目的

1依各類場所消防安全設備設置標準第 2 條規定。

2 本研究之排煙口僅限於機械排煙。

目前我國各類建築物建造時所遵循的消防安全設備法規，為「各類場 所消防安全設備設置標準」。本法中，有關排煙口與防煙壁設置位置部分，

僅規定防煙壁下垂之深度、排煙口位置等。各類場所消防安全設備設置標準 第 188 條第三項規定:「…排煙口設於天花板或其下方八十公分範圍內…前 項之防煙壁，指以不燃材料建造，自天花板下垂五十公分以上之垂壁或具有 同等以上阻止煙流動構造者…」。以修法前之防煙壁功能而言，其明文為阻 止煙流動之構造。但修法後又加註「防煙壁下垂高度未達八十公分時，排煙 口應設在該防煙壁之下垂高度內」，此規定似賦予防煙壁蓄煙供排煙口排煙 之作用，並更嚴格限制排煙口位置。且高 50 公分以上之天花板下結構物即 為防煙壁。以目前建築物狀況而言，若防煙壁下垂高度未達八十公分時，排 煙口應設在該防煙壁之下垂高度內，則樓板荷重大之場所，如工廠等，其樓 板下必以較密之格子樑設計以承重。若該場所之樑深皆大於 50 公分，則以 現行法規規定每一格子樑區劃皆須設置排煙口且須於防煙壁高度之上³。實 際上施作困難且不符經濟效益，類似情形實所多見。故欲以本研究探討防煙 壁其設置目的為何?及排煙口位置對煙層蓄積高度影響為何?並由研究結果 提出合理有效之裝置建議。

1.2 研究範圍與限制

1.2.1 研究範圍

1.以目前我國各類場所消防安全設備設置標準及建築相關法規中有關防

煙壁及排煙口裝置規定為研究範圍，並比較日本、中國之相關法規，分 析其規定差異及設置目的。

2.探討我國相關規定中之防煙壁與排煙口，其設置位置對煙層之影響。

3.本研究以美國NIST所製作之CFD火災模擬軟體FDS5.3為模擬實驗工具。

1.2.2 研究限制

1.模擬實驗空間係依各類場所消防安全設備設置標準之規定應設防煙區劃 空間，以 500m²為 1 區劃，共設 2 區劃，其中央設防煙壁分隔。模擬空間 高度，依法若高於 5 米則排煙口可設於 1/2 樓地板高度即可，故高度採 4.5m。研究空間尺寸為 50m×20m×4.5m，材質為混凝土。

2.火源設計採較安全設計，其規模參考相關學者研究數據，採中等規模穩態 丙烷火源位於一側區劃之角落處，釋熱率為 2MW。

3.排煙口為考慮研究結果收斂，於火源側設一組位於該區劃正中央，非採實 務考慮風機能力及風損，將 500m²防煙區劃再予細分成更多小區劃。尺寸 採實務常用 0.6m×0.6m 尺寸。

4.本研究係防煙壁及排煙口與煙層高度相對關係之研究，FDS 除模擬煙流狀 態及高度外，不考慮其他參數。

5.本研究實際執行 FDS 模擬前已預做測試模擬，發現模擬至 120 秒時煙層已 呈穩定狀態。故為節省模擬花費時間，FDS 模擬時間共 120 秒。

1.3 研究架構與研究流程

1.3.1 研究架構

法規學理面

國內排煙口與防煙 壁法規規範

中國、日本排煙口與防煙 壁法規規範

研究工具

FDS 排煙口與防 煙壁配置組合 模擬

FDS 驗證

工程實務面

排煙口與防煙壁實 務上裝置遭遇之難 題

合理有效之排煙口與防煙壁 配置

圖 1 研究架構圖

本研究之架構先比較各國相關之排煙條例式法規後，發現僅日本及中國 有類似規定。故以我國規定與此二國規定做比較，探討其中之差異。並以我 國目前排煙實務上所面對之問題做為參照，以期除改良目前規定矛盾之處且 亦能解決目前實務上之困境。而使用之研究工具 FDS，先探討其使用限制及 模擬之正確性，確保操作使用正確及能產出可用結果。以多種防煙壁及排煙 口之配置探討防煙壁與排煙口之性能，並以結論探討防煙壁設置之實際功能 為何與能因應多種建築型態之防煙壁、排煙口裝置規定。

1.3.2 研究流程

研究動機

排煙口與防煙避配置 組合及模擬空間建立

FDS模擬結果

結論與建議 台灣、日本、中國

排煙口及防煙壁 規定比較分析

文獻回顧 FDS 原理與驗 證

圖 2 研究流程圖