第四章 分析結果與討論
第一節 BS 476-20、BS 476-22 與CNS 12514-1、CNS 12514-8、
CNS 12514 一系列國家標準係規定以標準耐火試驗條件測定不同建築物構 造構件耐火性能的試驗方法，所獲得的測試數據將依據受測構件滿足特定性能基 準所表現的防火時效下，進行後續的性能判定。該系列標準臚列如下:
CNS 12514-1 建築物構造構件耐火試驗法 -第 1 部:一般要求事項
CNS 12514-4 建築物構造構件耐火試驗法 -第 4 部:承重垂直區劃構件特定要求 CNS 12514-5 建築物構造構件耐火試驗法 -第 5 部:承重水平區劃構件特定要求 CNS 12514-6 建築物構造構件耐火試驗法 -第 6 部:梁特定要求
CNS 12514-7 建築物構造構件耐火試驗法 -第 7 部:柱特定要求
CNS 12514-8 建築物構造構件耐火試驗法 -第 8 部:非承重垂直區劃構件特定要求 CNS 12514-9 建築物構造構件耐火試驗法 -第 9 部:非承重天花板特定要求
上述 CNS 標準所對應的 BS 標準為 BS 476 系列，但 BS 476 系列標準係包 括建築材料與建築構件兩大類的耐火測試，其中與 CNS 12514 系列相關的標準 則為建築構件類的耐火測試部分，其目的是評估構造構件在規定的加熱和壓力條 件下的行為。該方法提供了一種量化構件承受高溫的能力的方法，通過設置標準，
可以判斷承重能力、耐火區劃(遮焰性)和熱穿透傳遞(阻熱性)功能，其對應上述 CNS 標準的部分包括如下:
BS 476-20 “Method for determination of the fire resistance of elements of
construction (general principles)” 建築構件耐火的測定方法(一般原理) BS 476-21 “ Methods for determination of the fire resistance of loadbearing elements
of construction”承重構件耐火的測定方法
BS 476-22 “Methods for determination of the fire resistance of non-loadbearing elements of construction” 非承重建築構件耐火性能測試方法
依上述所臚列的試驗標準，可發現包括了所有建築構造構件相關的內容，但 就目前與新加坡 PSB 商討的試驗項目，最重要的為先就兩標準一般性要求的內 容進行分析比較，後續則根據目前與 PSB 合作項目，也針對特定構件類型（非 承重牆及非承重天花板）的特定要求進行研析。
CNS12514 與 BS476 兩系列標準針對構造構件耐火試驗的一般要求為 CNS 12514-1 及 BS 476-20，非承重牆構件耐火試驗在 BS 為 part 22，在 CNS 標準為 part 8，非承重天花板構件耐火試驗在 BS 仍為 part 22，但在 CNS 標準則為 part 9，
今將上述兩標準分析比較結果分別彙整如表 4-1、表 4-2 及表 4-3 所示。
表 4-1 BS 476-20(1987)與CNS 12514-1(2014)標準差異比較分析表
項目
差異分析
BS CNS
溫度曲線 面積計算 區間
3.1.2.1 6.1.2
(a)以 1 分鐘區間加總
(b)~(d)以 5 分鐘區間加總，且從時間為 0 開始計算。
溫度曲線 面積許可 差
3.1.2.1 6.1.2
定值/線性變化要求, 值、時間範圍也不同
溫度曲線
環境溫度
如果經過狀態調節後無法達到指定的濕度條件，但吸水性 構成材料的設計強度已經達到，則該試體亦可執行耐火試 驗。
代表性的樣本可被用於含水量的決定，並與試體一同狀態 調節。
CNS 未提供代表性材料含水率水平
試驗爐 6.1.2
縮小尺寸的加熱爐可用於測試小型全尺寸的構件。若使用 縮小尺寸的加熱爐(即開口不大於 1.5m × 1.5 m)，爐孔的面 積與試體的曝火面面積比例需大於 1.5：1。加熱爐與試體 間額外的區域應通過相關聯的結構或適當的爐蓋來填充。
未規定
試驗爐 6.1.3
垂直爐爐膛深度應須介於 600mm 至 1300mm 之間。
未規定
試驗爐 6.1.4
水平爐的深度，須介於 1000mm 至 2000mm 之間。
未規定
爐內熱電 偶
6.1.6 及 C 1.2(b) 5.5.1.1(b)
每個熱電偶熱接點都應支承，使其在試驗開始時離試體最 近的點 100 ± 10 mm。測試期間應保持熱電偶熱接點距試體 曝火面 50 mm 至 150 mm。
8.1.1
在試驗剛開始時，平板測溫計(或溫度量測熱電偶)應與試驗 構造加熱面相隔(100±50)mm，且在試驗過程中必應儘可能 維持此距離。
爐壓管頭 Fig. 8 圖 4
試驗開始 判定用熱 電偶
6.1.8
為確定試驗的開始，應連續顯示溫度，並使爐膛操作人員 清楚地看到溫度顯示，以便啟動計時裝置。加熱爐操作人 員應配備符合 C.2.3 的計時裝置。
C.9
當爐控熱電偶(見 6.1.8)指示的溫度為40℃時，應開始加 溫，以此作為試驗的標稱開始。此時，應啟動計時裝置(見 第 6 條和 C.2.3 條)，並開始監測所有資料。應控制爐平均 溫度，根據所評估構件類型(見 BS 476-21 至 BS 476-23)所 指定的爐熱電偶位置(見 6.1.6)，以滿足 3.1 的要求。試驗開 始五分鐘後，爐內壓力應按 3.2 規定進行控制。
未規定
非曝火面 熱電偶固 定
6.4.2.1
Insulation pads在100℃時的乾密度為 900 ± 90 kg/m2，導熱 係數為 0.13 W/(mK) ±10%。
5.5.1.2
無機熱絕緣板材密度應為(900±100)kg/m3。 CNS 無導熱係數規定
棉花墊 6.4.2.3 框不同
5.5.5.1
C 10 .3.2
施測時間不同 10~15 秒
8.4.1 30 秒
輻射計 6.4.2.6 (BS 476-22 5.4.9)
0 至 100kW/m2。時間常數不超過 3 s(對應於達到最終輸出 95%的時間不超過 10 s)。
校正時，面對垂直面與面對水平面的靈敏度差異應小於 1%。準確度應在 3%以內，重複性應在± 0.5%以內。
476-22 5.5.4 輻照度
依據 BS 476-20 中描述的輻射計測量方法，監測任何不是設 計來滿足阻熱性的構造的非曝火面輻照度。
未規定
試驗步驟-建立基準 值
9.1.3
在開始加熱前不超過 15 分鐘，為每一個單獨的溫度測量、
撓曲測量和任何其他輔助測量。
9.3
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。
〝本報告提供構造之細節及特定構件係依據 CNS 12514-1 規定之試驗程序所獲得之試驗狀態與結果。任何尺度、構
BS 476-20 未提供圖例，所以另外參考 BS EN 1363-1 圖 8 相同要求之圖例如下:
單位: mm
試體設計 A.3.1
石膏製品應在 50 - 5℃烘乾)，直至達到質量平衡。由兩質 量之差可計算出含水率。
爐壓 C.2.2.3
爐壓指示器，連同壓力感測器探頭和連接管，回應 10 Pa 的壓力變化，應在 10 秒內達到平衡值。
未規定
非曝火面 預定位置 的溫度
C.4.1.3.2
在某些水平區劃構件上，特別是那些曝火的阻熱元件上，
這可能是不合適的，因為這種情況下材料具有纖維性或彈 性。在這種情況下，使用如圖 10 所示的熱電偶砝碼，將四 腳的下端對稱地放在襯墊的頂部，使空氣能夠自由地在上 面表面流動。
未規定
單位: mm 非曝火面
量測位置
C.4.1.3.4
不要將測量接點放置在正上方或非常接近任何可能導致遮 焰性而非阻熱性失效的特徵位置，即測量接點可能受到從 加熱爐中通過試體竄出的熱氣加熱。不要將量測點固定在 可能對承重試體施加試驗載重的設備影響的任何地方。這 可能需要將熱電偶從正常位置移動最大允許 200mm 來重新 定位;如有必要，應報告該位置及其變動原因。
8.1.2
熱 電 偶 應 避 免 安 置 距 熱 橋、結 點、搭 接 及 貫 穿 結 合 處、以 及 螺 栓 或 螺 釘 等 固 定 件 之 位 置 50 mm 以 內 ， 還 有 可 能 使 熱 電 偶 暴 露 於 穿 越 試 體 熱 氣 直 接 影 響 之 位 置 。
為 測 定 最 高 溫 度，應 在 預 期 會 有 高 溫 位 置 增 設 額 外 熱 電 偶 。 若 會 產 生 較 高 溫 度 的 固 定 件 ( 如 螺 栓 、 釘 子 或 槍 釘 等 )，其 合 計 面 積 小 於 直 徑 150 mm 圓 形 面 積 的 1/100 時 ， 則 熱 電 偶 不 應 放 置 在 上 述 固 定 件
上。熱 電 偶 不 應 置 於 直 徑 小 於 12 mm 的 固 定 件 上 ，
表 4-2 BS 476-22(1987)與CNS 12514-8(2014)標準差異比較分析表
項目
差異分析
BS CNS
適用範圍 1. 含垂直區劃、門組和捲門組件、天花板及玻璃元件。 1. 本 標 準 規 定 非 承 重 垂 直 區 劃 構 件 在 一 面 曝 火 狀 態 下 ， 決 定 耐 火 性 能 的 程 序 。
2. 本 試 驗 不 適 用 於 帷 幕 牆 ( 懸 掛 於 樓 板 端 部 的 非 承 重 外 牆 ) 與 含 有 門 或 裝 有 嵌 裝 玻 璃 之 牆 的 評 估 。 有 關 包 含 門 的 牆 體 試 驗 參 照 CNS 11227， 有 關 包 含 嵌 裝 玻 璃 的 牆 體 試 驗 參 照 CNS 14815。
5. 分隔牆的耐火性能測定 爐內測溫
點位置
5.4.3
熱電偶與爐壁的距離不小於 500mm，與試體表面的距離在 加熱開始時為 100 ± 10mm。
8.1.1 (依 12514-1 8.1.1)
熱電偶與爐壁的距離至少 450mm，與試體表面的距離在加 熱開始時為 100 ± 50mm。
熱通量測 定
5.5.4 輻照度
依據 BS 476-20 中描述的輻射計測量方法，監測任何不是 設計來滿足阻熱性的構造的非曝火面輻照度。
無規定
(資料來源：本研究整理)
表 4-3 BS 476-22(1987)與CNS 12514-9(2014)標準差異比較分析表
項目
差異分析
BS CNS
適用範圍 1. 含垂直區劃、門組和捲門組件、天花板及玻璃元件。 一 、 本 標 準 規 定 非 承 重 天 花 板 構 件 於 下 方 曝 火 狀 態 下，決 定 耐 火 能 力 的 程 序，該 非 承 重 天 花 板 構 件 具 有 獨 立 於 任 何 其 他 建 築 構 件 之 耐 火 性 能。本 標 準 適 用 於 非 承 重 天 花 板 構 件，包 括 自 承 式 天 花 板 及 從 支 撐 構 造 懸 掛 或 直 接 固 定 到 支 撐 構 造 之 天 花 板 。
9. 天花板耐火性能的測定 試體數量 9.2.1
從底面試驗，需 1 個試體。
6.1.2，6.3
當無法確定平行與垂直於長軸之兩種配置方式，何者配置方式 較嚴苛時，應分別進行試驗。
垂直風檔 9.4.1
沿試體四周連續固定在離試體邊緣不超過 75mm 的位 置，並延伸至離天花板上表面 500±25mm 的高度。牆面 上應以不低於 6mm 厚的材料製作或覆蓋，此材料須為 符合 BS 476-4 的不燃材料，或是符合 BS 476 -7 的第 1 類表面火焰傳播性能，並且依據 BS 476-6 測試後，指標 的 l 和 i 分別不超過 12 和 6 的材料。
無
爐內熱電
均表面溫度，若規定的非曝火面平均熱電偶中有一個發 生失效或脫落，則該位置的資料需由移動式熱電偶的資 訊補充。
9.6.3.2
如果熱電偶被從爐中穿過試體的氣體直接加熱，則不要 使用從該熱電偶獲得的數據來確定是否符合平均或最 高非曝火面溫度升高的標準要求，並報告此事實。如果 有超過兩個用來確定平均溫升使用的熱電偶被熱氣影 響，則不要評估試體是否符合平均溫升的標準，並報告 這種情況。
無
結果的表 達
9.7.2
因熱氣體影響而無法確定平均溫升時(見 9.6.3.2)，應根 據最大非曝火面溫度來判斷是否符合阻熱性，並在結果 中明確說明。
無
垂直風檔 A.3.4
在試體周圍設置風檔，以減少或消除氣流對試體非曝火 面的沖刷作用。風檔應牢固地固定在爐內或試體支架 上，不應在試體邊緣施加任何載重，也不應以任何方式 影響已存在的束制條件。
無
(資料來源：本研究整理)
第二節 BS 476-20、BS 476-22 與 CNS 12514-1、CNS 12514-8、
非曝火面熱電偶位置
當位置受特殊影響時，BS 較明確說明可從正常位置移動最大允許 200mm 來重新定位，CNS 則未明訂位移值，執行時可參考 BS 辦理。
參、設備
爐內熱電偶與壓力量測管頭構造樣式及量測遮焰性能用之棉花墊框尺度
爐內熱電偶與壓力量測管頭構造樣式及量測遮焰性能用之棉花墊框尺度