第五章 帷幕牆防火試驗及性能判定基準
第二節 表面延燒試驗（替選試驗法）
一、 發展背景介紹
在 歐 美 等 國 之 建 築 物 外 裝 絕 緣 材 系 統 產 品 （ Exterior insulation finish system； 以 下 簡 稱 EIFS產 品 ） 逐 漸 被 廣 泛 地 用 於 購 物 中 心 商 店 、 旅 館 、 賭 場 設 施 及 其 他 商 業 設 施 的 外 牆
（或立面）裝修。所謂EIFS產品是將厚度為 50-100 mm的膨脹性 聚苯乙烯（EPS）泡沫絕緣材（密度約 16 kg/m3之保力龍泡棉）
附著在或是黏結於建築物外牆的石膏版上。覆蓋在EPS上是連續 接合的約 3mm厚的聚合體/水泥黏結材，其構成份為玻璃纖維網 及 包 括 耐 候 的 聚 合 體 /水 泥 /染 色 劑 混 和 物 。 這 些 絕 緣 材 產 品 所 代 表 的 燃 燒 性 常 是 危 險 的 可 燃 性 ， 此 種 危 險 性 在 國 外 若 干 火 災 案 例 中 業 對 建 築 物 外 部 及 內 部 造 成 嚴 重 損 害 。 這 種 危 險 性 最 初 已 由 一 些 建 築 法 規 制 訂 團 體 在 1988-1990 年 間 確 認 並 加 以 重 視。在國內亦有類似火災案例，例如興建中之台北 101 金融大 樓 （ 目 前 世 界 最 高 建 築 物 ） ， 曾 發 生 過 幾 次 有 驚 無 險 的 火 災 ， 包 括 購 物 中 心 裙 樓 屋 頂 因 焊 接 火 花 引 起 延 燒 火 災 、 塔 樓 地 面 層 外 牆 因 鄰 近 大 型 變 電 器 過 熱 出 火 引 起 延 燒 火 災 。 該 大 樓 帷 幕 牆 原 先 採 用 鋁 合 金 板 面 及 內 夾 聚 苯 乙 烯 泡 棉 之 複 合 構 材 ， 前 述 火
災 因 火 焰 及 熱 氣 侵 入 複 合 構 材 背 面 ， 以 致 引 燃 聚 苯 乙 烯 泡 棉 ， 造 成 相 當 面 積 之 帷 幕 牆 燒 損 ， 更 造 成 國 內 民 眾 加 深 對 於 超 高 層 建 築 物 防 火 安 全 之 疑 慮 。 因 此 對 於 帷 幕 牆 構 材 （ 尤 其 鋁 帷 幕 構 材 ） 之 表 面 延 燒 特 性 ， 國 內 應 儘 早 研 究 訂 定 有 關 試 驗 法 及 性 能 基準，同時建築法規亦須有所規範，方能落實管理。
二、 現行測試方法的評估
目 前 國 際 上 應 用 於 評 估 外 牆 或 帷 幕 牆 面 材 表 面 延 燒 特 性 之 試驗法，有以下幾種：
1. CAN/ULC-S134 建築立面延燒試驗
此 項 測 試 方 法 原 本 是 加 拿 大 國 家 研 究 院 (National Research Council Canada) 所 發 展 出 來 的 ， 隨 後 被 訂 為 CAN/ULC-S134。此法是用一個 6.3 公尺寬×10.3 公尺高，在靠近 底部的地方有一個 2.6 公尺寬×1.37 公尺高窗戶開口的樣本來進 行 測 試 。 正 常 試 驗 情 況 下 ， 6.5MW的 熱 釋 放 率 被 當 作 標 準 加 熱 源 ， 但 在 有 窗 戶 的 房 間 內 使 用 丙 烷 燃 燒 器 可 以 產 生 5.5MW 到 10.3MW間 的 熱 釋 放 率 。 樣 本 合 格 基 準 為 最 大 火 焰 高 度 未 達 窗 戶 上 方 5 公 尺 處 ， 且 在 窗 戶 上 方 3.5 公 尺 處 的 最 大 熱 通 量 為 35kW/m2。
2. ISMA（NFPA 285）延燒試驗
中度規模多樓層裝置（ISMA）是最常被用來評估 EIFS 產品 的測試方法，且亦常被建築規範機構建議採納。ISMA 裝置是一 個兩層樓、4.6 公尺高的結構，使用一個 4.3 公尺寬×5.5 公尺 高，在靠近底部的地方有一個 2 公尺寬×0.76 公尺高窗戶開口的
樣本進行測試。在窗戶開口的上方，有共四公尺的樣本，且離 窗戶的最大距離為 3.05 公尺以使火焰可以擴散。除了決定可使 火災擴散的最大距離外，本方法還針對在不同位置所設置之內 嵌式溫度計所量得的溫度設定最大值，以估計火焰在洞穴中或 核心材料的表現。
ISMA 裝置包含兩個燃燒器，其中一個在房間內窗戶開口的後方 製造最大為 900kW 的火焰，另外一個則在窗戶開口處製造最大 為 400kW 的火焰。
3. ISO/DIS 13785-2 建築立面延燒試驗
ISO/DIS 13785-2 大規模的立面測試方法是一個“國際標準 草案＂，包含了一個附於 3 公尺寬×5.7 公尺高樣本上的 1.2 公 尺寬的風牆，以塑造一個不對稱的 90° 角落構造。在一個寬 2 公尺、高 1.2 公尺的窗戶開口上方有一個四公尺高的樣本。窗 戶開口的其中一邊距離風牆角落 50mm。因火焰從窗戶開口後方 的房間流出所產生的熱流，被一個裝設在窗戶上方不可燃表面 中心的儀器量測。
4. 改良式 ASTM E108 延燒試驗
為 了 因 應 製 造 商 及 執 法 人 員 必 須 進 行 外 牆 系 統 評 估 的 測 試 需求，加州大學在 1970 年進行了一個研究。這個研究促成了修 正版的 ASTM E 108 屋頂覆蓋物火焰擴散測試方法。這個修正後 的 E 108 測試方法，將垂直的外牆樣本而非斜屋頂樣本，外露 在由 E 108 線性燃燒器所產生的 1.7 公尺高的火焰面下。除此 之 外 ， 藉 由 樣 本 上 方 的 抽 風 機 將 氣 流 導 出 ， 亦 進 一 步 解 決 了 火 焰 被 吹 風 機 所 產 生 的 氣 流 導 向 斜 屋 頂 樣 本 的 缺 點 。 在 這 個 測 試
中，燃燒器所產生的熱約為 380kW，這個值與標準的 E 108 測試 方 法 一 樣 。 在 樣 本 尺 寸 部 分 ， 修 正 後 方 法 所 採 用 之 樣 本 尺 寸 為 1.83 公尺寬、3.05 公尺高，而標準的 E 108 測試方法所採用之 樣本尺寸則為 1 公尺寬、2.44 公尺到 3.97 公尺高。
5. BS 外覆牆系統延燒試驗
英 國 標 準 測 試 方 法 是 使 用 一 個 包 括 可 供 樣 本 架 設 的 一 主 要 牆 面 的裝置，在該牆面底部有 2 公尺×2 公尺的開口。在這個開口後 方的燃燒室中，一個最大熱釋放率約 3MW 的木板框會製造必要 的熱流，使其透過開口進入測試裝置。主要測試樣本的尺寸為：
高於開口部最少 6 公尺，寬度為 2.6 公尺。垂直於這個主要樣 本的是一面距離開口側 250mm 的風牆，高度與主要測試樣本相 等，但寬度至少 1.5 公尺。像這樣，材料在角落構造處進行測 試 。 必 須 注 意 的 是 ， 從 燃 燒 室 流 出 的 火 焰 可 能 不 會 直 接 進 入 由 相鄰的風牆所圍塑的角落。
6. FM 50-ft 角落測試方法
以 燃 燒 一 個 鄰 近 90°牆 角 落 的 木 角 材 堆 所 製 造 出 的 熱 流 環 境 模 擬 外 部 牆 面 的 特 性 ， 亦 即 這 個 角 落 必 須 要 夠 高 以 消 除 天 花 板 效 應 。 因 此 發 展 出 採 用 一 個 具 有 標 準 火 源 （ 1.5 公 尺 高 的 木 角 材 堆），及裝有內襯的固定牆面的 50-ft角落測試法。角落表面為 密度 680kg/m3的石膏板，內襯玻璃纖維覆蓋住整個牆面高度，
但僅限於距離角落 2.44 公尺的範圍內。天花板採用沒有保護裝 置的鋼板，用來支撐兩側的牆面。木角材堆是由約 340 公斤、
尺寸為 1.07 平方公尺的橡木板所組成，並用兩個吸滿 2.4 公升 汽 油 的 棉 棒 點 燃 。 在 不 同 燃 燒 時 間 及 在 距 離 木 角 材 堆 上 方 不 同
高 度 處 量 測 氣 體 溫 度 及 熱 通 量 ， 溫 度 及 熱 通 量 要 達 到 最 高 值 至 少要燃燒 650 秒，可見的最大火焰高度為 9 公尺，且平均火焰 高度為 7.6 公尺（25-ft）。此項測試法經過FM研究改良之後，
已 成 為 最 適 合 用 來 評 估 EIFS立 面 在 火 災 情 境 中 延 燒 特 性 的 測 試 方法。
第六章 帷幕牆防止火災延燒性能之評估
第六章 帷幕牆防止火災延燒性能之評估
第一節 外牆開口噴出之火焰及熱氣
建築物室內火災到達旺盛期階段，室內高溫之熱氣流自然會從開 口部噴出，此乃造成火災由起火室向上方樓層或者鄰接建築物延燒之 原因所在。因此，掌握有關噴出之火焰及熱氣之特性或行為，在火災 擴大延燒防止對策上有其重要性。
關於噴出火焰及熱氣之特性，可從其溫度分布、中心軸（最大流 速線）位置或噴出火焰之發生限界加以瞭解。依據日本有關噴出火焰 及熱氣之溫度分布及中心軸實驗結果範例；從中可發現噴出火焰及熱 氣之中心軸，在開口部呈縱向較長情形下（細長型開口），朝上方外 側且與外牆面有所距離，而在開口部呈橫向較長情形下（扁平型開 口），中心軸軌跡呈現先稍為距離開口外牆，再回復沿著牆面之情形，
此現象乃是受到＂壁吸＂效應影響所致。另外依據日本有關研究，扁 平型開口若與細長型開口相比較的話，顯現出向上方樓層延燒擴大之 危險性較高。
影響窗戶噴出火焰大小之因素相當複雜，包括火災居室型態（區 劃形狀、尺寸）、開口部形狀及尺寸、區劃周壁之熱性質、室內可燃 物之種類、數量及配置、環境風場條件（外部風速及風向）等，尤其 是環境風場條件具有加（或減）成效應。