開放空間燃燒熱釋放率分析

開放空間是指實驗場周圍未設置門牆等限制煙氣或氣流流通之空 間。此部份依照設備可以細分為使用10MW大尺度燃燒分析裝置，以及 ISO9705實驗分析裝置兩種不同設備，分別介紹如下：

(a) 10MW大尺度燃燒分析裝置

歷年相關研究資料整理如表2-1所示。93年度“送排風與房間高度對 火災成長之影響評估研究＂【28】實驗結果得知，使用標準油盤進行熱 釋放率估算及廢氣之濃度和流場分析實驗發現，最大火焰熱釋放率可達 將近6MW。1~4堆木框架之實驗，對於木質固態燃料之引燃特性、火焰特 性、質量損失率、發煙特性以及熱釋放率估算方式有相當程度上的了解。

整體而言木框架發煙量則比油盤來的小。

至於94年度“建築空間火災特性之分析與印證－住宅單元之實尺寸 火災特性分析＂【29】，由其研究結果發現，油盤標準試驗之最大熱釋 放率同樣可達將近6MW。而機車實體燃燒試驗分析中，引燃油盤擺放位 置會影響(I)機車的延燒方式、(II)達到完全發展期的時間、以及(III)熱釋 放率之峰値。機車之熱釋放率隨機車數目呈非線性的增加，在完全發展 期時，單部機車之熱釋放率約為1MW，兩部機車約為2MW，而三部機車 則為4MW。機車數目愈多，完全發展期持續的時間愈短。機車數目不同，

由點燃至燃燒結束之時間差異不大。機車可燃部份主要為塑膠及橡膠等

建築物火災於防火性能的全尺寸驗證與整合分析

材料，而機車之總發熱量即為機車可燃材料之發熱量總合。

94年度“性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估在性 能法規上之應用研究＂【30】針對台灣特有神桌椅試體進行火載量實驗。

結果顯示神桌實驗前總重85.2公斤，實驗後14.3公斤。熱釋放率最高值為 2.11MW。總熱釋放率約為1026MJ。單位重量之實驗發熱量14.47kJ/kg。

94年度“建築防火安全設計與驗證研究(以辦公室為例)＂【32】中，則針 對各項常見辦公桌椅的熱釋放率、總熱釋放及單位重量之發熱量進行研 究。

94年度“建築消防水系統滅火實驗與撒水頭作動性能評估＂【39】

中，則是探討大空間環境油盤之燃燒實驗，採用1呎、2呎、3呎之油盤，

在環境空間中以95無鉛汽油、庚烷、正己烷，施行油盤燃燒試驗。

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表2-1 10MW大尺度燃燒分析之相關研究案

0.633m×0.633m 油盤 92 汽油 93

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(b) ISO9705實驗分析裝置

近三年來利用ISO9705各項研究資料，整理如表2-2所示，由於火的 尺度關係，因此在1MW以下之中小型實驗多是利用ISO9705分析裝置進 行研究。92年度“建築物單一房間火災模式建立之研究＂【26】中，在 ISO9705集煙罩下以92無鉛汽油，裝入0.633m×0.633m標準油盤中進行熱 釋放率實驗。

而93年度“送排風與房間高度對火災成長之影響評估研究＂【28】

則是針對單一耐燃沙發之燃燒實驗。實驗結果顯示，耐火沙發由於含有 耐燃材料，整體熱釋放率相當的小；沙發背墊是最易引燃的部份，當沙 發背墊燒穿之後，整個火勢便會加大。

93年度“建築空間火災特性之分析與印證－住宅單元之實尺寸火災 特性分析＂【29】中經由耐燃沙發椅及一般布面沙發燃燒實驗之後可發 現，在引燃的難易度上，布面沙發較PVC膠皮沙發更易引燃。而在防火 性能方面，耐燃沙發因在內部有鋪設防火棉，延燒速度較為緩慢，具較 佳之防火性能，但耐燃沙發背部並未做任何防火處理，因此在背部燒穿 後易使得火勢迅速增大。

由94年度“性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估在 性能法規上之應用研究＂【30】得知各項辦公室常見傢俱，如高櫃、矮 櫃及桌板等的熱釋放率及單位重量之實驗發熱量，已作為辦公室實驗之 標準依據。

由95年度“火載量型態於火災成長延燒性之研究＂【38】中，主要 研究木框架堆疊方式對熱釋放率之影響，文中提及『建築物火災避難安 全性能檢證法』中，火災成長係數αf=0.0125係參考原日本檢證法中建議 之值，但經本計劃實際驗證後為涵蓋可能發生火災之危險情況建議將αf 值修正ㄧ倍為0.0250；相對火災強度係數α越大，代表火災時危害度越 大。而木框架火載量相同表面積相同，堆疊數愈高則熱釋放率HRR越大，

建築物火災於防火性能的全尺寸驗證與整合分析

實驗結果顯示木框架為「一堆」之限制條件時熱釋放率有此趨勢，但誤 差有63%~80%。若要利用孔隙率條件限制其木堆孔隙率至少應大於60%

以上。若兩木堆火載量相同，則以堆疊方式越高者火災成長速率越快。

95年度“建築消防水系統滅火實驗與撒水頭作動性能評估＂【39】

主要進行各種火源熱釋放率之量測實驗，綜合直徑1呎、2呎、3呎油盤實 驗結果，對於使用92無鉛汽油、庚烷與正己烷為燃料之火源，庚烷與正 己烷達到穩態之燃燒情況較92無鉛汽油佳，且測得HRR大小依序為正己 烷、庚烷、92無鉛汽油。

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表2-2 ISO9705實驗分析裝置之相關研究案

0.633m × 0.633m 的油盤

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火載量型態於火 災成長延燒性之 研究

三種不同大小木框架

改 變 木 框 架 堆 疊 方 式 對 熱 釋 放 率 之 影 響。

1.集煙罩及排氣 導管 2.O2/CO/CO2 氣 體分析儀 3.柳安木

丙烷燃燒 器(25kW 引燃 200

秒)

【38】

1 呎油盤 95 無鉛汽 油 92 無鉛汽

油 庚烷 油盤熱釋放率實驗

1 呎、2 呎、3 呎 之油盤

正己烷 95

建築消防水系統 滅火實驗與撒水 頭作動性能評估

ISO9705 實驗屋煙罩下

時間平方火災 時間平方火災模

擬器 丙烷

【39】

(內政部建築研究所)

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