第四章 結果與討論
第一節 雙開口部木框架實驗(Test 1)
本次實驗共歷時約 840 秒，而點燃後約在 200 多秒時，四顆撒水頭 就全數作動，詳細的火災觀測如表4-1 及圖 4-1 所示：
表 4-1 全尺寸火災實驗之火災歷程(Test 1)
時間歷程(t) 發生現象 參考相片(圖4-1)
0秒 點火
75秒 木框架底部引燃
110秒 火焰延燒到木框架上方，偵煙器均作動 4-1(a) 140秒 火焰竄升至天花板 4-1(b) 182秒 撒水頭作動(一號)
189秒 撒水頭作動(三號) 207秒 撒水頭作動(二號) 212秒 撒水頭作動(四號)
284秒 南面門口上竄出黑煙 4-1(c) 330秒 東面壁裝材上方近TC19處引燃 4-1(d) 363秒 北面高櫃上方近TC12處引燃
379秒 火焰從南面門口竄出 4-1(e) 420秒 加大抽風變頻器設定至55Hz 4-1(f) 540秒 南面門口大量火焰竄出 4-1(g) 690秒 壁裝材及櫃子全面燒完，剩木角材燃燒 4-1(h) 840秒 打開實驗場北面鐵捲門，實驗終止
(本研究案)
a(北面) b(南面)
c(南面) d(南面)
e(南面) f(南面)
g(南面) h(北面)
圖 4-1 全尺寸火災歷程照片(Test 1) (本研究案)
圖 4-2 為全尺寸火災之熱釋放率變化圖，Q&代表由氧氣消耗法計算o
第四章 結果與討論
57 的熱釋放率，THR 為總熱釋放率，Q& 代表以抽氣氣流溫度計算之顯熱所T 對應的對流熱釋放率，可以發現Q& 在整個實驗過程內有兩個峰值，第一o 次峰值主要是受到木框架本身引燃所主導，整體歷程熱是放率達到 7MW，此時約為閃燃發生時期；而在此峰值發生後，由於壁裝尚未全面 燃燒，使得部份可燃蒸氣燒完，加上大量黑煙形成，以致於缺氧，所以 造成熱釋放率下降，直到 700 秒左右時，四周壁裝材開始全面引燃，而 產生第二次峰值。圖中虛線部份即表示為木框架的熱釋放率，主要是經 由測重平台的木框架質量損失率(如圖 4-3)，乘以柳安木熱值(12055 kJ/kg) 計算而得知，其中亦可以觀察到在峰值發生前的 400 秒附近，木框架主 導了大部份的熱釋放率。
因本實驗採雙開口通風，而10MW 大型抽風扇只能針對南面開口部 做抽氣，根據目測，約有 40％的煙量從北面開口溢漏，而根據實尺寸實 驗熱釋放率之結果，最大熱釋放率約達 7.5MW，而實驗總熱釋放約為 2300MJ。
0 2 4 6 8
Q0(MW)
0 1000 2000 3000
THR(MJ)
0 400 800 1200 1600 2000
t (s) 0
0.4 0.8 1.2
QT(MW)
Wood Cribs
圖 4-2 全尺寸火災之熱釋放率變化圖(Test 1) (本研究案)
0 400 800 1200 1600 2000
t(s) 0
20 40 60 80 100
mass(kg)
m. 1= -0.100 [kg/s]
m. 2= -0.072 [kg/s]
圖 4-3 測重平台重量變化圖(Test 1) (本研究案)
第四章 結果與討論
59 圖 4-4(a)至 4-4(f)為各熱電偶樹的升溫曲線，由於西面壁裝在房間內 側觀察不易，實驗當中並未記錄到引燃時間。而藉由升溫曲線可以發現，
大部分的測溫點在時間400 秒時上升至第一個峰值，而 600-700 秒時上升 至第二個峰值，溫度結果顯示的極大值和熱釋放率顯示的峰值時間相 同，顯示火場內在 400 秒及 600 秒附近有劇烈燃燒的情況，可能為發生 閃燃的時間。
圖 4-5(a)至 4-5(e)為各時間點的平面等溫圖 t 代表時間(s)，h 代表距 離天花板高度(cm)，其中因為 TC11 上層溫度測溫點可能在實驗開始時就 已經被燒融，所以利用周圍其他四點(TC7、TC8、TC14、TC15)內插代替。
由圖上可以觀察到在 350 秒時，高溫區集中於東方壁面中心處及北方壁 面中心。隨著時間增加，四面壁面均有溫度增加趨勢，而在四個角落處 的溫度則較低；在時間 600 秒及 650 秒時，實驗場內北面溫度較南面溫 度高；實驗進行到 700 秒時，亦呈現北面溫度較高的趨勢，而呈現高溫 的原因可能跟抽風方向有關。
圖 4-6 為設置在實驗屋內氣體分析儀所量測的 O2、CO 及 CO2的濃 度，亦可觀察到整個實驗內，CO 及 CO2的濃度有兩個峰值，O2的濃度 而則有兩個極小值，顯示實驗屋內氧氣濃度下降的程度。
圖 4-7 為 10MW 集煙氣之流場及濃度變化，Opacity、HC、CO 及 CO2 都在400 及 600 秒時，產生峰值，而 O2濃度在此兩點亦有極小值的發生；
而在420 秒時，加大抽風扇頻率至 55Hz，影響到進氣速度及值量流率，
亦反映在圖形上。而為了確保實驗穩定性，之後實驗均將風機的轉速固 定為55Hz。
TC1 TC2 TC3 TC4
第四章 結果與討論
第四章 結果與討論
TC17 TC18 TC19 TC20
第四章 結果與討論
t=300s，h=10 cm t=350s，h=10 cm
t=300s，h=20 cm t=350s，h=20 cm
t=300s，h=30 cm t=350s，h=30 cm
t=300s，h=40 cm t=350s，h=40 cm
圖 4-5 (a) 全尺寸火災等溫線圖(Test 1) (t=300s、t=350s)
第四章 結果與討論
67 t=400s，h=10 cm t=450s，h=10 cm
t=400s，h=20 cm t=450s，h=20 cm
t=400s，h=30 cm t=450s，h=30 cm
t=400s，h=40 cm t=450s，h=40 cm
圖 4-5 (b) 全尺寸火災等溫線圖(Test 1) (t=400s、t=450s) (本研究案)
t=500s，h=10 cm t=550s，h=10 cm
t=500s，h=20 cm t=550s，h=20 cm
t=500s，h=30 cm t=550s，h=30 cm
t=500s，h=40 cm t=550s，h=40 cm
圖 4-5 (c) 全尺寸火災等溫線圖(Test 1) (t=500s、t=550s)
第四章 結果與討論
69 t=600s，h=10 cm t=650s，h=10 cm
t=600s，h=20 cm t=650s，h=20 cm
t=600s，h=30 cm t=650s，h=30 cm
t=600s，h=40 cm t=650s，h=40 cm
圖 4-5 (d) 全尺寸火災等溫線圖(Test 1) (t=600s、t=650s) (本研究案)
t=700s，h=10 cm
t=700s，h=20 cm
t=700s，h=30 cm
t=700s，h=40 cm
圖 4-5 (e) 全尺寸火災等溫線圖(Test 1) (t=700s)
第四章 結果與討論
(b)廢氣濃度變化
0 4 8 12 16 20
HC(ppm)
18.5 19 19.5 20 20.5 21
O2(%)
0 200 400 600 800 t(s)
0 1000 2000
CO(ppm)
0 200 400 600 800 1000 t(s)
0 0.4 0.8 1.2 1.6
CO2(%)
圖 4-7 全尺寸火災所抽煙氣之特性變化(Test 1) (本研究案)
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