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以FDS電腦模擬軟體進行火焰高度評估,經由四個條件的動態模擬結果觀 測發現當調整熱輻射分率與穩態火源時,動態模擬之火焰高度與理論公式計算

結果差異不大,當熱輻射分率為1時,FDS動態模擬燃燒反應較為劇烈,但不影 響火焰高度,且由理論公式計算得知,火焰高度是以尖峰熱釋放率進行計算,

也就是穩態火源之成長模式,並未將熱輻射分率列入計算,因此藉由兩者評估 模式比較得知FDS藉由調整熱輻射分率與穩態火源並不影響火焰高度且較趨近 於焰燒理論公式之計算。

(二) FDS電腦模擬軟體與理論公式於熱輻射之評估

以FDS電腦模擬軟體進行熱輻射評估,藉由模擬結果得知,當調整熱輻射 分率為1與穩態火源時,模擬結果較趨近於延燒理論公式之計算,且由模擬結果 得知,當分開調整熱輻射分率與穩態火源時,熱輻射分率為1之模擬結果較穩態 火源之模擬結果明顯,因此進行FDS電腦模擬時,需將熱輻射分率與穩態火源 進行設定,模擬結果會較趨近於理論公式之計算結果。

二、藉由預備實驗中,比較分析之差異因子(熱輻射分率、火源燃燒曲線)套入 火災燃燒實驗情境,並藉由理論公式計算結果與FDS軟體模擬結果,針對火災 燃燒實驗之相關數據如溫度、火焰高度及熱輻射進行比較分析。

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(一)溫度之比較

藉由FDS模擬結果得知,在溫度方面,藉由調整熱輻射分率與穩態火源,

FDS所測得之溫度較接近燃燒實驗,但火焰中心軸之最高溫度位置有1m之差異,

另外,從火焰中心軸長度最高溫度之位置可發現,燃燒實驗文獻中高度1m之位 置為最高溫度,由於FDS模擬為物體表面引燃,因此扣除了可燃物高度0.8m之 後,整個火焰中心軸之最高溫度在高度1.2m,FDS模擬與文獻差異不大。藉由 上述分析之結果,FDS調整之後的結果與火源燃燒實驗結果較為趨近,但卻有 物體燃燒高度之差異,因此將燃燒面高度改變為0.2m進行模擬比較,藉由模擬 結果得知,當模擬中可燃物高度改變時,溫度分佈則會呈現等比的現象。

(二) 火焰高度之比較

藉由理論公式計算與模擬結果可知,在火焰高度方面,由於理論公是在計 算火焰高度是以尖峰熱釋放率進行計算,也就是穩態火源成長模式,並未將熱 輻射分率列入計算,因此熱輻射分率與火源成長模式的調整並未影響火焰高度 且與理論公式較為趨近。由於FDS可設定只有火焰的形式存在,而燃燒實驗觀 測火焰高度則會有煙與火焰夾雜(10%~15%)之現象,所以燃燒實驗中,火焰實 際高度大約在4.18m至4.37m左右,另外,藉由FDS模擬結果得知,當燃燒面高 度降低時,火焰高度也隨之降低。

(三) 熱輻射量之比較

藉由調整熱輻射分率與穩態火源,FDS模擬機車後方高度3m時,火源燃燒 實驗與模擬結果較為趨近,但與理論公式計算結果差異較大,由於理論公式計 算熱輻射熱是以平均數值計算所得的面進行計算,此計算出來之結果為最大之 熱輻射量,而非任一高度之熱輻射量,而FDS模擬中可對居室內任一位置進行 模擬,另外,藉由模擬結果得知,FDS動態模擬中,當燃燒面高度降低時,火 焰輻射面高度也隨之降低,測點與輻射距離相對拉長,因此使用FDS模擬時,

燃燒面高度的改變,不僅改變了火焰高度亦影響了熱輻射量。

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三、經由 FDS 模擬結果與理論公式比較分析,FDS 模擬時,如未調整熱輻射分 率與穩態火源而與理論公式進行比較,FDS 模擬雖不影響火焰高度,但在輻射延 燒距離上會呈現偏低的現象,藉由調整熱輻射分率與火源燃燒曲線,其結果與理 論公式較為趨近,因此本研究針對 FDS 模擬評估火災延燒之適用性上,將來在 使用上需針對熱輻射分率與穩態火源進行調整,另外 FDS 能依照實際案例空間 內的配置與火源尺寸和模擬情境進行設定,也能在空間內之任一位置進行模擬偵 測,因此進行 FDS 電腦模擬時,需針對模擬條件之參數如 1.熱輻射分率、2.火源 條件、3.燃燒面高度進行設定,可作為 FDS 電腦模擬軟體在防止火災性能設計評 估時之參考,輔助性能設計者進行防火延燒性能設計之評估。

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