第二章
第二章 第二章 自然蓄煙區 自然蓄煙區 自然蓄煙區 自然蓄煙區之 之 之 之設計 設計 設計 設計應用分析 應用分析 應用分析 應用分析
1. 自然蓄煙區之設計理念分析
自然蓄煙區之設計理念分析 自然蓄煙區之設計理念分析 自然蓄煙區之設計理念分析
當大空間內部發生火災時，火焰產生的煙柱（Plume）受浮力驅動而上升。
煙柱捲入周圍的空氣，而煙量則隨著煙柱上升高度而增多；直到大空間挑空 中庭頂部或天花板時，煙開始於大空間內部自然填充（Smoke Filling），並慢 慢沈積形成煙層(Smoke Layer）。此時，若於大空間挑空中庭頂部設置蓄煙區
（SmokeStorage），如圖2-1所示，則能減緩煙層下降速度，以提供一條無煙
之逃生避難路徑。
圖2-1 大空間自然蓄煙區之設計理念示意圖
2. 自然蓄煙區
自然蓄煙區 自然蓄煙區 自然蓄煙區 (Smoke Storage) 設計之 設計之 設計之 設計之常用手法 常用手法 常用手法 常用手法與案例分析 與案例分析 與案例分析 與案例分析
蓄煙區之設計為延緩煙沉積速度之最重要手段之一。常見之蓄煙區設計 除設置於大空間頂部外，亦可配合大空間周圍區域之防火/防煙區劃設計，擴 大蓄煙區之容量。常見之方式為大空間挑空中庭周圍全面以防火鐵捲門形成 密閉蓄煙區設計，然其高昂的造價及易誤動作之問題必需考量。
© 2006/08, Dr K.H. Yang 92
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圖 2-2 L 大樓之挑空中庭(100 米)蓄煙區設計示意。以中庭頂部之圓頂做為蓄
煙區之外，亦考量於頂上數層以防火鐵捲門於火災時形成密閉之防火區 劃，做為蓄煙之方式。
另以台北小巨蛋為例；建築師原設計之蛋型較為扁平，同時左側高層之 觀眾座位區大幅拉高，形成不對稱之形狀，示如下圖2-3。經初期進行3D CFD 火災模擬結果顯示，若於主館發生5 MW火災，經過100秒後整個蓄煙區已 充滿濃煙。於180秒後濃煙已彌漫至最高層之座位區上方繼續蓄積，而於210 秒後整個座位區已籠罩在濃煙之中，人員逃生極為困難，造成極大之危險，
顯示原規劃之蓄煙區容量不足。
圖2-3 經初期3D CFD模擬結果顯示，原規劃之台北小巨蛋頂部蓄煙區不足，
必須進一步加以修改設計，否則萬一發生火災時，人員之避難逃生時間 將呈現不足。
經建議修改設計後，完成之蛋形如下圖2-4所示，此即為台北小巨蛋之 現況。進一步經3D CFD電腦模擬結果顯示，更廣大之蓄煙區配合機械排煙 與自然排煙系統之設置，可於最高層座位區上方維持7公尺高度之無煙淨空 持續達30分鐘以上；此與巨蛋內一萬五千名觀眾總避難時間14分36秒比較，
具2倍左右之安全裕度，大大提升了安全性。
圖2-4 修改後之台北小巨蛋外型結構已具備良好而足夠之蓄煙區，可大幅延緩 煙層積下降之速度，配合排煙系統之設置，大大增強了安全性。
此種由於3D CFD之分析而導致整個巨蛋球場之重新設計，一方面顯現
了蓄煙區重要性；另一方面，亦顯示出防火避難安全設計乃所有新工程建造 流程中不可或缺的一環。