第六章 全尺度模型實驗量測與電腦模擬分析
第二節 量測參數及實驗方法
一、實驗儀器，詳圖 51 所示。
（一）熱電偶 Thermocouple (K TYPE)
於走廊區與排煙室天花板下方，平均距離每 1.2 公尺設置 1 組 K 型熱電耦，以形成熱 電耦樹，量測火場之煙層溫度。
（二）風速計
量測模擬之外氣，藉以控制風機轉速達到模擬不同外氣風速變化之效果。
（三）火源火盤(火盤尺寸：寬 24 吋*長 33 吋*高 5 吋)
火盤一只並利用柴油(0.5 公升)、95%甲醇(0.5 公升)與機油(0.05 公升)，模擬真實火場 之溫度與煙氣。
（四）工業風扇
模擬戶外風速用，以正面風模擬外氣，並由變頻器控制調整風速。
（五）照度計
量測排煙室照度衰退與回復之時間，藉以了解能見度變化情形。
（六）實驗儀器配置平面，詳圖 50 所示。
圖 50 實驗儀器配置平面圖 (資料來源：本研究整理)
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火源油盤 95%甲醇
工業風扇 熱線式風速計
資料收集器(FLUKE) 熱電偶樹(K TYPE)與光源
工業風扇變頻器 照度資料紀錄
圖 51 進行實驗相關器材
二、實驗流程：如圖 52 所示。
圖 52 全尺度模型實驗流程圖 (資料來源：本研究整理)
三、實驗方法
（一）建置實驗實體模型房間，分為走廊與排煙室兩區域。
（二）利用火盤，模擬火災時所生成的煙。
（三）控制煙生成量與外氣風速改變。
（四）分為長向置左、中、右(CASE1-A、B、C)與短向置中(CASE2-A)開口變化，位 置詳圖 53 與 54 所示。
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圖 53 長邊(CASE1)開口位置示意圖 (資料來源：本研究整理)
圖 54 短邊(CASE2)開口位置示意圖 (資料來源：本研究整理)
四、模擬外氣風速調整
模擬外氣風速採用工業風扇與變頻器做為外氣風速變化調整，風機、風速計與排 煙口位置之風速量測相關位置點詳圖 55 所示。所測得知數據詳表 19 所示。
圖 55 外氣風速量測示意圖 (資料來源：本研究整理)
表 19 外氣調整實測數據
位置點 風速(m/s)
風速計 1 8 6 4 2
風速計 2 3.35 2.58 1.68 0.76 (資料來源：本研究整理)
五、能見度測試說明
能見度測試於排煙室空間內，模擬出口門燈光源採用一發光源代替，並對應三組 照度計，安裝高度分別距離地面為 280 公分、 180 公分與 80 公分高，利用電腦紀錄 照度的衰減與回復情形來計算出能見度的優劣；能見度最高採用 30m 計算，而判斷依 據採高度 180 公分為主，優劣標準如表 15 所示，能見度＞4.8m(排煙室最大長度)以上 為佳。
能見度計算，採用蘇崇輝[24]：研究中提到火場許多因素將影響火場的能見度，消 光係數（K）與火場能見度具有相關性。一些研究探討物品燃燒時的煙的光學密度，
採用計算煙的消光係數。根據 Lambert beer 定律，當波長(Wavelength)為λ之光束 (Luminous flux)通過煙層時，光束強度的減弱具有以下關係：
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（ 6.1）
I
λ0：入射光之強度(cd) Iλ ：透過煙層光之強度(cd) L ：煙層之厚度(m)K ：消光係數(m-1)
發光物體在火場能見度(Visibility)與消光係數的關係式如下：
K × S = 3 (6.2) 其中 K ：消光係數(m-1)
S ：火場能見度(Visibility)(m)
六、實驗程序說明
本研究案實驗程序，溫度採用高度 180 公分所測得之溫度，進行實驗；自然排煙 口的性能優劣判定以人可維生環境為依據，採用高度離地面 1.8 米之溫度低於 60℃與 能見度 4.8m 為基準。
實驗程序：風機風量調整(變頻) →火災室(走廊)點火→火災室溫度超過 150℃再等 溫度降至 150℃→開門 10 秒 關門後→計時 30 秒 打開自然排煙口→排煙室降至 32℃
(室溫)即停止實驗。
於實驗程序中開門時間採用 10 秒，為模擬火災發生時逃生人員 3-5 人經由防火門 進入排煙室及門關閉之時間。