第五章 實驗分析與討論
第一節 辦公傢俱燃燒實驗
一、辦公椅
引火源熱釋放率為30 kW，引燃時間為1分40秒，總時間為34分42秒。
由於辦公椅材料多數為易燃的化學聚合物所構成(尺寸如圖5.2)，因此ㄧ 經引燃，熱釋放率即達峰值。
實驗過程中如圖 5.1 可見，起先引火源引燃辦公椅表面的化學聚合 材料，使熱釋放率達一峰值，當表面材料慢慢被燒盡，熱釋放率緩緩下 降；隨後當火源引燃內部材料(木材)時使熱釋放率又上升直至內部材料 慢慢被燒盡。質量損失歷程如圖 5.3，熱釋放率歷程及總熱釋放如圖 5.4 及 5.5。
圖5.1 辦公椅實驗示意圖
圖5.2 辦公椅尺寸示意圖
實驗前總重為20.8公斤，實驗後總重為10.9公斤，質量損失率如下：
0 500 1000 1500 2000 2500
10 12 14 16 18 20
22 質 量 損 失 率
質量(kg)
時 間
圖5.3 辦公椅之質量損失率
由下圖可知，辦公椅熱釋放率(Heat Release Rate)最高值約為 300kW。
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 0
50 100 150 200 250 300 350
HRR
Heat Release Rate(kW)
Time
圖5.4 辦公椅之熱釋放率
由下可知，辦公椅總熱釋放(Total Heat Release)為 202.8 MJ，單位重量之 實驗發熱量 20.48 MJ/kg。。
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250
0 50 100 150 200
250 THR
Total Heat Release(MJ)
Time
圖5.5 辦公椅之總熱釋放率
二、高木櫃(No.1)
引火源熱釋放率為 30 kW，引燃時間為 19 分 29 秒，總時間為 40 分 30 秒，高木櫃尺寸為長 180×寬 32×高 132 公分。
圖5.6 高木櫃(No.1)實驗示意圖
實驗過程中如圖 5.6 可見，起初引火源引燃木材表面，加熱一段時 間後，藉由火焰的向上延燒，使火焰慢慢擴大，熱釋放率緩緩上升；當 引火源移除後火焰已達一定規模(高木櫃被引燃)，由於木材受熱後即無 支撐能力隨後即向下崩塌導致熱釋放率有明顯的改變，但不影響總熱釋 放率值。質量損失歷程如圖 5.7，熱釋放率歷程及總熱釋放如圖 5.8 及 5.9。
實驗前總重為 52.9 公斤，實驗後總重為 1.1 公斤，質量損失率如下：
0 500 1000 1500 2000 2500 0
10 20 30 40 50 60
質 量 損 失 率
質量(kg)
時 間
圖5.7 高木櫃(No.1)之質量損失率
由下圖可知，高木櫃(No.1)熱釋放率(Heat Release Rate)最高值約 為 970 kW。
0 500 1000 1500 2000 2500
0 200 400 600 800 1000 1200
HRR
Heat Release Rate(kW)
Time
圖5.8 高木櫃(No.1)之熱釋放率
由下可知，高木櫃(No.1)總熱釋放(Total Heat Release)為 727.6 MJ，
單位重量之實驗發熱量 14.05 MJ/kg。
0 500 1000 1500 2000 2500
0 100 200 300 400 500 600 700
800 THR
Total Heat Release(MJ)
Time
圖5.9 高木櫃(No.1)之總熱釋放率 三、高木櫃(No.2)
引火源熱釋放率為 30 kW，引燃時間為 12 分 22 秒，總時間為 38 分 42 秒，高木櫃尺寸為長 160×寬 32×高 152 公分。
實驗過程中如圖 5.10 可見，起初引火源引燃木材表面，加熱一段時 間後，藉由火焰的向上延燒，此時持續加熱面會產生木材焦黑現象即炭 化，；另外火焰的持續加熱可，使火勢慢慢擴大，熱釋放率緩緩上升；
當引火源移除後火焰以達一定規模(可燃物已被點燃)，由於木材受熱後 即無支撐能力隨後即向下崩塌導致熱釋放率有明顯的改變。質量損失歷 程如圖 5.11，熱釋放率歷程及總熱釋放如圖 5.12 及 5.13。
圖5.10 高木櫃(No.2)實驗示意圖
實驗前總重為 47.1 公斤，實驗後總重為 3.0 公斤，質量損失率如下：
0 500 1000 1500 2000 2500
0 10 20 30 40
50 質 量 損 失 率
質量(kg)
時 間
圖5.11 高木櫃(No.2)之質量損失率
由下圖可知，高木櫃(No.2)熱釋放率(Heat Release Rate)最高值約為
1180 kW。
0 500 1000 1500 2000 2500
0 200 400 600 800 1000
1200 HRR
Heat Release Rate(kW)
Time
圖5.12 高木櫃(No.2)之熱釋放率率
由下可知，高木櫃(No.2)總熱釋放(Total Heat Release)為 613.7 MJ，單位 重量之實驗發熱量 13.92 MJ/kg 。
圖5.13高木櫃(No.2)之總熱釋放率 四、矮木櫃(長130×寬32×高75公分)
引火源熱釋放率為 30 kW，引燃時間為 36 分 40 秒，總時間為 54 分
02 秒。
實驗過程中如下圖 5.14 可見起初引火源引燃木材表面，加熱一段時 間後，由於加熱火焰高度明顯高於矮櫃，使火焰不易延燒至它觸，導致 表面木材產生炭化之現象，隨後將矮木櫃微微向前傾斜使熱量蓄積延燒 至它處。當引火源移除後火焰以達一定規模，由於木材受熱後即無支撐 能力隨後即向下崩塌導致熱釋放率亦有明顯的改變。質量損失歷程如圖 5.15，熱釋放率歷程及總熱釋放如圖 5.16 及 5.17。
圖5.14 矮木櫃實驗示意圖
實驗前總重為 22.1 公斤，實驗後總重為 1.7 公斤，質量損失率如下：
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0
5 10 15 20 25 30
35 質 量 損 失 率
質量(kg)
時 間
圖5.15 矮木櫃之質量損失率
由下圖可知，矮木櫃熱釋放率(Heat Release Rate)最高值約為 510 kW。
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
0 100 200 300 400 500
600 HRR
Heat Release Rate(kW)
Time
圖5.16 矮木櫃之熱釋放率
由下可知，矮木櫃總熱釋放(Total Heat Release)約為 305.6 MJ，單位重量 之實驗發熱量 14.98 MJ/kg。
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0
50 100 150 200 250 300
350 TH R
Total Heat Release(MJ)
Tim e
圖5.17 矮木櫃之總熱釋放率
五、桌板
引火源熱釋放率為 30kW，引燃時間為 28 分 56 秒，總時間為 30 分 02 秒。
實驗過程中如下圖 5.18 可見起初引火源引燃桌板表面，表材隨之引 燃，使熱釋放率略微上升直至表面可燃物被燒盡；隨後桌板不再被引燃，
因為表面內部第二層為金屬薄板阻隔熱量的傳遞導致桌板不被引燃，僅 產生表面炭化的情形。質量損失歷程如圖 5.19，熱釋放率歷程及總熱釋 放如圖 5.20 及 5.21。
圖5.18 桌板實驗示意圖
實驗前總重為 17.6 公斤，實驗後總重為 14.1 公斤，質量損失率如下：
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 13
14 15 16 17 18
19 質 量損 失 率
質量(Kg)
時 間
圖5.19 桌板之質量損失率
由下圖可知，桌板熱釋放率(Heat Release Rate)最高值約為 160 kW。
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0
20 40 60 80 100 120 140
160 HRR
Heat Release Rate(kW)
Time
圖5.20 桌板之熱釋放率
由下可知，桌板總熱釋放(Total Heat Release)約為 24.6 MJ，單位重量之實 驗發熱量 7.03 MJ/kg。
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0 5 10 15 20 25 30
THR
Total Heat Release(MJ)
Time
圖5.21 桌板之總熱釋放率