2 計算後可以得知全面火災最大熱釋放率時間為 1,106 秒，故 FDS 模擬時間設定為 1,300 秒。

4-2 火災延燒理論公式計算結果

4-2-1 情境一計算結果

進行情境一的理論實驗公式驗證時，首先對區劃空間的遮焰性進行計算，在 確認火焰高度不致於造成區劃周圍延燒後，接著再對區劃空間之阻熱性進行計 算，並同時使用公式 3.17 分別計算熱輻射量，以便與 FDS 動態模擬結果進行比 對。

一、火焰高度計算

表 4-2 情境一火焰高度計算

由火災條件計算無次元熱釋放率

局部火災 符號 單位 數據 說明

可 然 物 條 件

可燃物的平面形狀 長方形（200x75）

熱釋放率 Q 3500 尖峰熱釋放率

平面 形狀

可燃物的短邊 D

S

A m

m

²

0.75 可燃物的長邊 D

L

m 2.0 1.5

無次元發熱速度 Q

^*

kW 1.14 >1.0 局部火災火焰高度

火 焰 高 度

位

置 實驗參數 n 0.4 面火源

r 3.5

可燃物的短邊 D

^S

A m

m

²

0.75 可燃物的長邊 D

^L

m 2.0 1.5

可燃物的高度 H m 0.5

火焰的高度 L

^F

m 5.53

火焰最大高度 L

^M

m 6.03

由於無次元發熱速度 Q

^*

為 1.14，大於 1.0，故實驗參數依照面火源的設定， 由計

算結果可知火焰高度為 5.53m，而火焰最大高度為 6.03m。

二、計算熱輻射距離

利用火源面與對象物的關係式來計算熱輻射影響距離，由於沙發係屬矩形，

火源面各分為長邊與短邊，故於計算時可按照長、短邊的長度來設定火源面的寬 度，藉以求得更精確的數據。

由於此案例火源半徑 r 與對象物距離 R 關係，R/r < 4，故考慮型態係數計 算熱輻射影響距離。

（一） 沙發短邊計算輻射熱量與溫度換算

按照沙發引燃時火源面短邊對象物之距離關係，計算其對象務所接受之 輻射熱量與換算溫度，而輻射熱量以連續火焰高度計算之，其連續火燄高度 為 2.84m。由於型態系數關係著火源面的面積與對象物間的距離，故可藉由型 態係數來計算火源面影響之最遠熱輻射延燒的距離，其計算結果如下：

表 4-3 沙發短邊火焰輻射熱與溫度計算

沙發短邊輻射熱量與溫度

輻 射 溫 度

著火物火源面 符號 單位 數據 說明

輻射面的高度 H m 2.84

輻射面的寬度 W m 0.75

阻熱性

輻射係數 ε 1.00

輻射熱 q＂ kW/m

²

78.16 >10

形狀係數 F

so

0.73

輻射的距離 c m 0.2

輻射溫度 T ℃ 811

沙發短邊位置，距離沙發邊緣，火源輻射面水平距離為 0.2m，高度 3.0m 的

位置，其輻射溫度為 811℃。按照上述計算，可分別得出距離沙發短邊火源輻射

面每 0.2m，輻射熱量與換算溫度，其結果如下表 4-4：

表 4-4 沙發短邊火焰輻射熱與溫度統計表

輻射的距離(m) 形狀係數 輻射熱量(kW/m

²

) 溫度 (℃) 0.2 0.73 78.16 811 0.4 0.54 57.40 730 0.6 0.39 41.50 652 0.8 0.29 30.81 586 1.0 0.22 23.55 530 1.2 0.17 18.47 482 1.4 0.14 14.79 442 1.6 0.11 12.05 406 1.8 0.09 9.98 375

（二） 沙發長邊熱輻射溫度計算

按照沙發引燃時火源面長邊對象物之距離關係，計算其對象務所接受之 輻射熱量與換算溫度，而輻射熱量以連續火焰高度計算之，其連續火燄高度 為 2.84m。由於型態系數關係著火源面的面積與對象物間的距離，故可藉由型 態係數來計算火源面影響之最遠熱輻射延燒的距離，其計算結果如下：

表 4-5 沙發長邊火焰輻射熱與溫度計算

沙發長邊輻射溫度計算

輻 射 溫 度

著火物火源面 符號 單位 數據 說明

輻射面的高度 H m 2.84

輻射面的寬度 W m 2.0

阻熱性

輻射係數 ε 1.00

輻射熱 q＂ kW/m

²

73.95 >10

形狀係數 F

so

0.69

輻射的距離 c m 0.2

輻射溫度 T ℃ 796

沙發長邊位置，距離火源中心水平距離為 0.2m，高度 3.0m 的位置，其輻射

溫度為 796℃。按照上述計算，可分別得出距離沙發短邊火源輻射面每 0.2m，輻

射熱量與換算溫度，其結果如下表 4-6：

表 4-6 沙發長邊火焰輻射熱與溫度統計表

輻射的距離(m) 形狀係數 輻射熱量(kW/m

²

) 溫度

(℃)

0.2 0.69 73.95 796

0.4 0.64 68.65 776

0.6 0.57 61.44 747

0.8 0.50 53.71 714

1.0 0.43 46.32 678

1.2 0.37 39.71 642

1.4 0.32 33.99 607

1.6 0.27 29.13 574

1.8 0.23 25.05 542

2.0 0.20 21.64 513

2.2 0.18 18.78 486

2.4 0.15 16.39 460

2.6 0.13 14.37 437

2.8 0.12 12.68 415

3.0 0.10 11.24 394

3.2 0.09 10.01 375

3.4 0.08 8.96 358

4-2-2 情境二計算結果

情境二理論實驗公式計算時，先進行開口處噴出火焰長度計算，接著再進行 火源面周圍熱輻射溫度的計算，以此與 FDS 場模擬結果進行比對。由於噴出火焰 參數的設定分別為 18.6 與 12.8，本研究將兩參數分別設定計算，以對 FDS 場模 擬進行評估。

一、噴出火焰長度計算

表 4-7 情境二火焰噴出長度計算參數一

情境二噴出火焰長度計算

開口部噴出火焰 符號 單位 數據 說明

燃燒速度 q

b

kg/sec 2.17 火

燄 高 度

開口部高度 H A

m m

²

2.5

15

開口部寬度 W m 6.0

火焰的長度 Z m 9.45

藉由開口因子的計算，並使用 Thomas-Law 所訂定之參數 18.6 進行計算，可 以得知開口處高 2.5m 寬 6.0m，噴出火焰的長度為 9.45m。

表 4-8 情境二火焰噴出長度計算參數二

情境二噴出火焰長度計算

開口部噴出火焰 符號 單位 數據 說明

燃燒速度 q

^b

kg/sec 2.17 火

燄 高 度

開口部高度 H A

m m

²

2.5

15

開口部寬度 W m 6.0

火焰的長度 Z m 6.51

藉由開口因子的計算，並使用紐西蘭所建議之參數 12.8 進行計算，可以得

知開口處高 2.5m 寬 6.0m，噴出火焰的長度為 6.51m。

三、以火源面計算輻射距離

由於型態系數關係著火源面的面積與對象物間的距離，故可藉由型態係數來 計算火源面影響之最遠熱輻射延燒的距離。此案例為專櫃起火造成專櫃空間全面 引燃，火焰向外噴出，計算其火源面與熱輻射影響距離，以避免噴出火焰向上延 燒的情形，其計算結果如下：

表 4-9 噴出火焰輻射熱與溫度計算

全面火災輻射溫度計算

輻 射 溫 度

開口部噴出火焰 符號 單位 數據 說明

輻射面的高度 H m 0.95

輻射面的寬度 W m 6.0

阻熱性

輻射係數 ε 1.00

輻射熱 q＂ kW/m

²

29.42 >10

形狀係數 F

^so

0.57

輻射的距離 c m 0.35

輻射溫度 T ℃ 576

其輻射面高度係以噴出火焰高度 9.45m，減去開口部高度、二樓樓板突出部

在文檔中 中 華 大 學 (頁 84-90)