CLT 樓板與牆實驗結果與分析

CLT 樓板與牆實驗試體規劃係依據 3-2 節設計，參考「CNS12514-1 建築物 構造構件耐火試驗法－第 1 部：一般要求事項」相關樓板與牆構造部分之試驗 規定，並依規範中標準加熱溫度－時間曲線作為樓板與牆試體之加熱條件，進行 CLT 木構造樓板與牆之耐火實驗，加熱實驗後量測其炭化深度與炭化速率值。

一、實驗程序 1.實驗開始

室內氣溫須在(25±15)℃範圍內。試驗開始前 5 min 內，所有熱電偶之初始 值須持續記錄並檢查一致性。試體之變形量測值及其他狀態亦須記錄。

試驗開始之際，試體之初始平均內部溫度及非加熱面溫度須為(25±15)℃。

開始試驗前，爐內溫度須小於 50 ℃。當溫度控制程式依循標準加熱曲線開 始之際即視為試驗開始。從該點時間起量測經過時間，所有手動及自動量測以及 觀察系統須開始進行。

2.量測與觀察

(1) 依 CNS 12514-1 之規定，監控試體遮焰性及阻熱性，並進行相關的量 測及觀察。

(2) 除移動式熱電偶以外，所有固定之熱電偶在試驗期間應每隔不超過 1 分鐘即量測一次。移動式熱電偶之量測，如溫度在 20 秒量測時間內 未達 150℃，則須持續量測。

(3) 爐內壓力之量測及記錄應在監控點連續或每隔不超過 5 分鐘間隔進 行一次。

(4) 一般性觀察有關試體構材之變形、裂開、熔化、軟化、剝落、炭化等 現象均須記錄，另從非加熱面逸出之煙狀亦須記錄。

圖 4-1 樓板與牆非曝火面熱電偶及內部溫度(T1~T5、T-1-1~T-1-7)位置圖

CLT-R1

CLT-W2

CLT-W1 牆

層脫落，測溫線直接曝火導致溫度急速上升 1000℃以上，試體 CLT-R2 的內部溫 度 T-1-1 顯示 55 分鐘時因第一層炭化層脫落，試體內部溫度測溫線直接曝火導 致溫度急速上升至 1000℃以上，內部溫度測溫線 T-1-2 亦於 68 分鐘後溫度上升。

CLT 牆經加熱實驗後由爐內溫度顯示加熱 1 分鐘後 CLT 板材隨即起火劇烈燃 燒，經過 4~8 分鐘後第一層板材產生炭化層，燃燒現象趨緩，實驗經過約 40 分 鐘時第二層開始起火燃燒，37~43 分鐘時第一層炭化層脫落，此時加熱爐內已經 累積 CLT 板材大量的可燃物火載量，因劇烈燃燒導致 CLT-W1 於 45 分鐘後爐內 溫度快速上升至高達 1100℃左右，已超過 CNS 12514-1 標準加熱曲線溫度值，

此時亦加速炭化深度及炭化速率，而試體 CLT-W2 因板材的不確定性因素導致爐 內溫度忽高忽低，但均在標準加熱曲線上、下限範圍內，經加熱 1 小時 30 分後 因非加熱面起火燃燒影響試驗設備及人員安全，立即終止加熱。

由非加熱面溫度量測點 T1~T5 顯示 CLT 板材具有良好的阻熱性能，溫度維持 在 33~56℃左右，試體 CLT-R1 的內部溫度 T-1-1 顯示 43 分鐘時因第一層炭化層 脫落，測溫線直接曝火導致溫度急速上升 900℃以上，試體 CLT-R2 的內部溫度 T-1-1 顯示 37 分鐘時因第一層炭化層脫落，試體內部溫度測溫線直接曝火導致 溫度急速上升至 1000℃以上，內部溫度測溫線 T-1-2 亦於 37 分鐘後溫度上升。

2.實驗結果原因探討

本研究實驗試體 CLT-R1 及 CLT-R2 尺寸 160×140cm，因採水平加熱方式溫度 蓄積於試體加熱面底部，且 CLT 板材可燃物火載量大，因小型多功能爐排氣口位 於底部排氣功能略顯不足，使得試體於 55 分鐘後加熱溫度均高於標準加熱溫度，

炭化深度與炭化速率快速增加，試體 CLT-R2 於 55 分鐘後以高於標準溫度持續加 熱，導致樓板加熱 2 小時後僅剩一層板材，且有破洞脫落對炭化深度及炭化速率 無法量測；實驗試體 CLT-W1 及 CLT-W2 尺寸 110×60cm，亦因加熱爐排氣功能原 因，使得試體 CLT-W2 於加熱 90 分鐘後因加熱面起火燃燒終止加熱，由實驗結果 原因分析試體尺寸應縮減，樓板試體縮減為 160×30cm，牆試體縮減為 110×30cm，

對於加熱 1 小時可滿足標準溫度加熱條件，但對於加熱 2 小時則須進一步實驗探

加熱 1 小時 30 分後炭化深度為 97.1mm，炭化速率為 1.62mm/min，本研究經實驗 驗證其炭化深度與炭化速率理論值與實際實驗結果明顯有落差。

圖 4-4 試體 CLT-R1 樓板實驗過程照片 (資料來源：本研究整理)

圖 4-5 試體 CLT-R2 樓板實驗過程照片 (資料來源：本研究整理)

圖 4-6 試體 CLT-W1 樓板實驗過程照片 (資料來源：本研究整理)

圖 4-7 試體 CLT-W2 樓板實驗過程照片 (資料來源：本研究整理)