開放空間與區劃空間火災實驗

內政部建築研究所自民國91年到95年，共計執行15個防火研究案，

根據研究主題之不同，可以分為開放空間燃燒熱釋放率分析、區劃空間 火災及滅火實驗分析、消防撒水設備測試以及FDS數值模擬分析共四大 類。本章節僅就與研究主題相關之開放空間燃燒熱釋放率分析以及區劃 空間火災實驗加以討論。

一、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＂【25】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

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 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＂【27】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)＂【28】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＂【29】

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。

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

94

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

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，

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＂【29】

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。

表2-2 ISO9705實驗分析裝置之相關研究案

0.633m × 0.633m 的油盤

實驗 Sla-9705：將酒精膏倒在坐墊 以及椅背交接處引燃

實驗 Slb-9705：將酒精膏倒在沙發 椅背部PVC 膠皮上引燃

95 2.O2/CO/CO2 氣 體分析儀

二、區劃空間火災實驗

實驗已將實驗屋整修，降低實驗所燃燒之逸散煙氣，誤差降低為16.16％，

但還是有煙氣逸散之狀況，因此無法將熱量完全收集分析，所以全尺度 實驗結果本身即應乘以一係數推估實際所產生之燃燒熱量，以本實驗屋 燃燒實驗歸納可將係數訂為1.25。

表2-3 全尺寸實驗屋無撒水頭火災試驗之相關研究案

木框架模擬實驗 木框架 2 堆(180

歷年相關研究資料整理如表2-4所示。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＂【27】，則是 利用油盤放置在ISO9705實驗屋中，實行閃燃測試。95年度“建築物結構 防火性能驗證技術之火災持續時間研究＂【34】則是探討可燃物密度分 佈面積對火災持續時間之影響性。實驗結果顯示單一木堆燃燒速度與熱 釋放率最高，在相同火載量下，木堆分散時，燃燒速度會減緩，且熱釋 放率會降低。

表2-4 ISO9705實驗屋之相關研究案