裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究

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(1)裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 內政部建築研究所研究報告.

(2) MOIS 921002. 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 研究主持人：何明錦協同主持人：蔡匡忠研. 究. 員：陳建忠蘇鴻奇. 研究助理：賴宜麟. 內政部建築研究所研究報告中華民國九十二年十二月.

(3) ARCHITECTURE AND BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF THE INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. The Internationalization of Fire Tests and Associated Classification System for Interior Finish Materials. BY Ming-Chin HO Kuang-Chung Tsai Chien-Jung Chen Hung-Chi Su I-Lin Lai DECEMBER 30, 2003.

(4) 目次. 目次目次……………………………………………………………………Ⅰ 表次……………………………………………………………………Ⅲ 圖次……………………………………………………………………Ⅳ 摘要……………………………………………………………………Ⅴ 英文摘要………………………………………………………………Ⅵ 第一章緒論……………………………………………………………1 第一節研究計劃背景與目的………………………………………1 第二節研究範圍……………………………………………………2 第三節研究方法及進行步驟………………………………………4 第四節預期完成之工作項目及具體成果…………………………5 第二章火災現象與材料防火性能測試………………………………7 第一節火災現象與防火材料………………………………………7 第二節材料防火性能測試…………………………………………9 第三章裝修材料防火性能試驗法之國際調和………………………11 第一節世界主要防火研究國家之國際調和經驗…………………11 第二節我國測試法之國際調和……………………………………23 第三節五項試驗法之分析比較……………………………………24 第四節測試項目分析………………………………………………31 第四章實驗規劃與進度………………………………………………33 第一節試驗法………………………………………………………33 第二節試驗材料……………………………………………………33 第三節試體前置處理………………………………………………34 第四節試驗試體總表………………………………………………35 第五節試驗與設備準備進度………………………………………35 第五章結果與討論……………………………………………………37 第一節面材及底材厚度對防火性能之影響………………………37. I.

(5) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 第二節第三節第四節第五節第六節第七節. 煙危害之探討………………………………………………37 表面著火性之探討…………………………………………40 發熱性之探討………………………………………………42 平均質量損失率( m& ′′ )之探討………………………………44 各試驗法之相容性探討……………………………………49 我國新試驗法之選定建議…………………………………50. 第六章結論與建議……………………………………………………55 附錄一附錄二附錄三附錄四附錄五附錄六. 目前表面試驗結果……………………………………………57 目前基材試驗結果……………………………………………61 目前圓錐量熱儀試驗結果……………………………………65 目前牆面側向火焰延燒試驗結果……………………………71 中標局八十五年計劃數據……………………………………77 期初、期中簡報及專家諮詢會議審查意見及回應…………85. 參考文獻 ………………………………………………………………91. II.

(6) 表次. 表次表 1-1 計畫研討試驗法之比較 .............................. 3 表 3-1 歐體 1998 年實驗中 FIGRA(RC)與 ISO 9705 房間試驗分級標準之相關性 ..................................... 14 表 3-2 引燃試驗(ISO 11925)中火焰延燒分級表 .............. 15 表 3-3 歐洲之裝修材料防火性能測試基準與分級 ............. 17 表 3-4 日本國際調和前後之試驗法項目 ..................... 18 表 3-5 日本之防火材料分級標準 ........................... 18 表 3-6 五項指標評估房間試驗、圓錐量熱儀、著火性試驗、煙箱試驗、初期火災危害試驗之比較 .................... 21 表 3-7 房間實驗之分級標準 ............................... 22 表 3-8 CNS 6532 耐燃級別判定 ............................ 27 表 3-9 LIFT 之熱通量分佈校正 ............................ 29 表 3-10 各試驗法之試體尺寸、幾何配置、加熱條件與測試項目 . 32 表 4-1 底材一覽表 ....................................... 33 表 4-2 面材一覽表 ....................................... 34 表 4-3 實驗試體總表 ..................................... 35 表 4-4 實驗進度 ......................................... 36 表 5-1 面材厚度對防火性能影響實驗數據 ................... 38 表 5-2 底材厚度對防火性能影響實驗數據 ................... 39 表 5-3 表面試驗、圓錐量熱儀試驗與 LIFT 試驗之引燃時間 .... 42 表 5-4 各試驗法之平均質量損失率(g/s．㎡) ................ 45 表 5-5 本研究各試驗數據之相關係數 ....................... 49 表 5-6 五項指標評估表面試驗、基材試驗、圓錐量熱儀、LIFT 試驗、房間試驗之比較 ............................ 51 表 5-7 建議之我國防火材料分級標準 ....................... 53. III.

(7) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 圖次圖 1-1 圖 2-1 圖 3-1 圖 3-2 圖 3-3 圖 3-4 圖 3-5 圖 3-6 圖 3-7 圖 3-8 圖 3-9 圖 5-1 圖 5-2 圖 5-3 圖 5-4 圖 5-5 圖 5-6 圖 5-7 圖 5-8 圖 5-9 圖 5-10 圖 5-11. IV. 進行步驟 .......................................... 6 火災成長過程示意圖 ................................ 7 相同材料在歐洲六國測試標準下之分類差異圖 ......... 12 歐體於 1998 年實驗中 FIGRA(SBI)與 FIGRA(RC)之相關性 14 Steiner Tunnel Test(ASTM E-84 ,UL723,UBC 8-1) .... 23 CNS 6532 表面試驗試體表面之平均熱通量曲線 ........ 25 CNS 6532 表面試驗測試結果示意圖 .................. 26 圓錐量熱儀示意圖 ................................. 28 LIFT 熱通量分佈曲線 .............................. 29 牆面火焰側項延燒試驗儀示意圖 ..................... 30 房間火災試驗示意圖 ............................... 31 2 表面試驗與圓錐量熱儀(30 kW/m )試驗發煙性之比較 ... 41 2 表面試驗與圓錐量熱儀(50 kW/m )試驗發煙性之比較 ... 41 tdθ(表面試驗)與△t(基材試驗)之相關性 ............ 43 2 tdθ(表面試驗)與 THR(圓錐量熱儀試驗 50kW/m )之相關性 .............................................. 43 2 tdθ(表面試驗)與 THR(圓錐量熱儀試驗 30kW/m )之相關性 .............................................. 44 表面試驗與基材試驗平均質量損失率之比較 ........... 46 2 表面試驗與圓錐量熱儀試驗(50 kW/m )平均質量損失率之比較 ............................................ 46 2 表面試驗與圓錐量熱儀試驗(30 kW/m )平均質量損失率之比較 ............................................ 47 表面試驗與 LIFT 試驗平均質量損失率之比較 .......... 47 2 圓錐量熱儀試驗(30 kW/m )與 LIFT 試驗平均質量損失率之比較 .......................................... 48 2 圓錐量熱儀試驗(50 kW/m )與 LIFT 試驗平均質量損失率之比較 .......................................... 48.

(8) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞：防火測試、判定基準、圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗儀、房間火災試驗. 欲達建築物防火安全之要求，需選擇符合防火安全要求的室內裝修材料，然而國際上裝修材料之基準與試驗方法卻無法直接轉換而造成貿易障礙。本計畫以國際調和的角度研討材料裝修防火性能評估需要哪些參數？如何量測這些參數？如何用數據將材料分級？並選擇 ISO 5660 圓錐量熱儀試驗、ISO 5658 牆面火焰側向延燒試驗、ISO 9705 房間火災試驗與我國現行 CNS 6532 表面試驗與基材試驗五種裝修材料防火性能試驗法針對材料「材料尺寸與幾何配置效應」進行實驗探討，除評估以小尺寸實驗結果去預測大尺寸火場之狀況之可行性、各試驗結果之相容程度外，並擬定建議之判定基準。結果發現圓錐量熱儀試驗、牆面火焰側向延燒試驗與 CNS 6532 表面試驗與基材試驗之間相關性不高，故無法以一試驗法之結果推估其他試驗。另外，評估裝修材料防火性能時建議考量(1)材料著火性、(2)熱釋放率、(3)煙濃度、(4)貫穿及龜裂，經實驗分析及國際調和角度分析後，建議以圓錐量熱儀試驗為我國最佳之主要新試驗法。標準之改變需考量社會接受度，建議以二至三年時間做緩衝，之後再全面實施更國際化且更能評估裝修材料防火性能之試驗法。. V.

(9) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. ABSTRACT. Keywords：fire testing，classification system，cone calorimeter，LIFT，room test. Selecting fire retardant interior finish materials is one of the best ways achieving fire safety in buildings. However, the test methods in different countries are different. The test data carried out by different test methods may lead to different fire retardancy classes of these materials. This difference will result in trade obstacle. This research project studied three topics in the view of international harmonization: which parameters are necessary for evaluating the fire performance of materials, how to measure these parameters and how to classify materials by these test data. Five test methods are studied: the cone calorimeter, LIFT, room test, surface test and incombustibility test. The size and the geometry of specimen, the test environment will be focused on and analyzed. From the experiment results, the data carried out by different methods are not relevant. Therefore, it is not feasible to transform the data from one facility to another. In addition, four parameters are suggested for evaluating fire retardant materials: the ignitability, heat release, smoke production and integrity. The cone calorimeter is recommended to be the main fire test.. VI.

(10) 第一章緒論. 第一章第一節. 緒論. 研究計畫背景與目的. 欲達建築物防火安全的要求，選擇符合防火安全要求的室內裝修材料是最有效的方法之一。然而，如何確認材料的防火性能，現今的觀念已從以前的「規格式法規」進展到「性能式法規」，而判定基準也欲從以往的以單一或數個試驗法試驗結果判定，進展到以小尺寸試驗 1. 法結果輸入火災電腦模式中[1-9] ，由模擬的結果判定材料性能，因為小尺寸試驗結果能提供材料防火性能的基本資訊，輸入火災電腦模式後將可更符合材料的最終用途的火場狀況。但處於「規格式法規」進展到「性能式法規」，且面臨火災模擬程式預測結果準確性待確認的過渡時期，以下二課題是目前重要的研究方向： 1. 發展火災模式（fire model）：期待以小尺寸的實驗數據作為輸入資料，預測大尺寸火場之狀況。現今國際上防火研究最被重視的試驗標準有二項小尺寸試驗（圓錐 2. 量熱儀（Cone Calorimeter）[10] 、牆面火焰側向延燒試驗儀 (LIFT)）. 1. 2. Saito K, Quintiere JG and Williams FA, Upward Turbulent Flame Spread, Fire Safety Science- Proceedings of the First International Symposium, pp. 75-86, 1985 Karlsson B, A Mathematical Model for Calculating Heat Release Rate in the Room Corner Test, Fire Safety Journal, Vol.20, pp. 93-113, 1993 Delichatsios MM, Mathews MK and Delichatsios MA, An Upward Fire Spread and Growth Simulation, Fire Safety ScienceProceedings of the Third International Symposium, pp. 207-216, 1991 Hasemi Y, Thermal Modeling of Upward Wall Flame Spread, Fire Safety Science- Proceedings of the First International Symposium, pp. 87-96, 1985 Grant G and Drysdale D, Numerical Modelling of Early Flame Spread in Warehouse Fires, Fire Safety Journal, Vol.24, pp. 247-278, 1995 Kokkala M, Baroudi D and Parker WJ, Upward Flame Spread on Wooden Surface Products: Experiments and Numerical Modelling, Fire Safety Science- Proceedings of the Fifth International Symposium, pp. 309-320, 1997 Ohlemiller TJ and Cleary TG, Upward Flame spread on Composite Materials, Fire Safety Journal, Vol.32, pp.159-172, 1999 Brehob E and Kulkarni AK, Experimental Measurements of Upward Flame Spread on a Vertical Wall with External Radiation, Fire Safety Journal, Vol.31, pp.181-200, 1998 Tsai KC and Drysdale D, Using cone calorimeter data for the prediction of fire hazard, Fire Safety Journal, Vol.37, pp.697-706, 2002 ISO 5658, ‘Fire Tests, Reaction to Fire. Lateral ignition and flame spread of building products’. International Organisation for Standardisation, Geneva, 1993. 1.

(11) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 3. 4. [11] 及一項大尺寸試驗（房間火災試驗 (Room Test)[12] ），由於圓錐量熱儀和牆面火焰側向延燒試驗儀是小尺寸試驗法，如何從小尺寸試驗的結果，運用火災模式去預測一般為大尺寸的火場狀況仍是亟待研究突破的課題。 2. 判定基準的再研究：使判定基準更能準確地將防火材料分級。針對圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗儀及房間火災試驗三項國際標準，不但要研討其單獨成為判定基準的劃分標準，還要比對小、大尺寸試驗法的相容性。此外，我國針對內裝材料已有現行的試驗標準，即表面試驗及基材試驗，而原本以此二試驗法判定材料防火 5. 性能的日本，也正在做國際調和的工作[13] ，因此，現行的表面、基材試驗判定法如何與國際最被重視的試驗法相容或共同判定，是我國加入 WTO 後刻不容緩，需要面對的問題。以上的二種研究都需要大尺寸的實驗（例如房間火災試驗）加以驗證，期能使我國裝修材料防火性能試驗法與基準不僅與國際接軌、調和，而且本土實驗資料能提供國際上關於此三種國際試驗法一些思考方向。另外，提供驗證現存火災模式的實驗資料。. 第二節研究範圍研究範圍分為以下四部分： 1. 試驗法本計畫將針對五種裝修材料防火性能試驗法進行實驗探討，此五種試驗法事實上是以不同尺寸且不同幾何配置的試體，針對不同的火災行為進行危害評估，其重要項目如表 1-1： 3 4 5. 2. ISO 5660, ‘Fire Tests, Reaction to Fire. Rate of heat release from building products’. International Organisation for Standardisation, Geneva, 1993 ISO 9705, Fire tests- ‘full-scale room test for surface products’, International Organisation for Standardisation, Geneva, 1993 A review on the state-of-the-art of fire testing and evaluation scheme under revised building standards law of Japan, 原田和典，中日技術合作計畫，建築防火性能式設計與試驗研討會，Tainan, 2002.

(12) 第一章緒論. 表 1-1. 試驗法 ISO 5660 圓錐量熱儀 ISO 5658 牆面火焰側向延燒試驗儀. 計畫研討試驗法之比較. 試體尺寸及幾何配置 100×100mm 垂直或水平 155×800mm 垂直. 測試項目. 備註. 表面著火性、發熱性、煙危害側向延燒速度. 火焰為側向延燒. 2.4×2.4×3.6m 整體發熱性、煙危害，並 ISO 9705 大尺寸房間之牆面及天探討是否會閃燃房間火災試驗花板 CNS 6532 220×220 mm 表面著火性、煙危害表面試驗垂直 CNS 6532 40×40×50 mm 整體材料（包括基材）基材試驗立方體發熱性（本研究整理）. 因此，本計畫將以火災動力學(Fire Dynamics)的角度，分析各項試驗法所探討評估之火場火焰行為，並特別注意各試驗法樣品的「尺寸 (size)及幾何配置(orientation)」效應，因燃燒物尺寸及幾何配置已被證實會影響一旦發生火災時的火焰特性及延燒狀況，一般而言，當燃燒物尺寸為 10 cm 以下時，其流場狀況為穩流（laminar flow），但當大於 20 cm 後，則呈紊流（turbulent flow），且在火焰規模較小時，其熱傳遞 (heat transfer)的方式以對流(convection)為主，但當尺寸 6. 增加後，則轉為以輻射(radiation)為主[14] 。另外，延燒則以垂直向上延燒(upward flame spread)最快速，因其延燒加熱區域的加熱強度最強，且範圍最大。 2. 判定基準本計畫將針對圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗儀及房間火災試驗三項國際標準，研討其單獨成為判定基準的劃分標準，並比對 6. Drysdale D, An introduction to fire dynamics, 2nd edition, John Willy, 1999. 3.

(13) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 小、大尺寸試驗法的相容性。此外，我國針對裝修材料已有現行的試驗標準，即表面試驗及基材試驗，將以相同材料對不同測試法進行實驗量測及分析，已提出相容性或共同判定方法的建議。 3. 材料特性本計畫以已符合我國現行判定基準(CNS 6532)耐燃一、二、三級及級外的材料，加上不同的面材（壁布、壁紙、塗料）作為試驗材料，因此，除可對於五種試驗法以已判定分級的材料做對比探討外，複合材料造成的影響也將被研討，因為圓錐量熱儀及表面試驗著重面材的著火性，常忽略基材的性能，以使用相同基材但不同面材的實驗試體進行實驗，可評估面材、基材對防火性能的影響，以及其在測試時須特別注意的事項。 4. 火災模式現今國際上已有數個應用圓錐量熱儀（Cone Calorimeter）及牆面火焰側向延燒試驗儀 (LIFT) 實驗數據以預測大尺寸房間火災試驗的火災模式，由於圓錐量熱儀和牆面火焰側向延燒試驗儀是小尺寸試驗法，如何從小尺寸試驗的結果，運用火災模式去預測一般為大尺寸的火場狀況仍是亟待研究突破的課題。本計畫將以針對此課題進行研討。. 第三節. 研究方法及進行步驟. 1.先蒐集國際上針對三種試驗法（圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗儀及房間火災試驗）以及我國現行的表面試驗及基材試驗的研究及判定基準，進行初步比較研究。 2.以火焰動力學 (Fire Dynamics) 的角度針對此五項試驗法進行其測試原理的比較分析，並提出其適用範圍及可能的改變。. 4.

(14) 第一章緒論. 3.以底板加上不同的面材（例如壁布、壁紙）以及已符合我國現行判定基準耐燃一、二、三級及級外的材料作為試驗材料，進行五項防火性能試驗法，然後分析其相容性。 4.提出國際試驗法直接成為材料防火性能判定標準的初步判定劃分基準。 5.提出國際試驗法與現行的表面試驗及基材試驗判定基準的對應關係，並評估直接轉換的可能性。. 第四節. 預期完成之工作項目及具體成果. 本研究案預計完成以下工作項目與具體成果： 1. 針對圓錐量熱儀、牆面火焰側向延燒試驗儀及房間火災試驗三項國際標準，建立本土實驗資料庫。 2. 圓錐量熱儀已成為國家標準 (CNS 14705)，本研究將針對其他二項國際標準試驗方法(ISO 5658、ISO 9705)進行實驗研討，為以後成為國家標準進行先期研究。 3. 提出我國國際調和之新試驗法之「建議判定標準」，並評估其直接成為材料防火性能判定標準的可行性探討。 4. 提出建議試驗法及基準與現行的表面試驗及基材試驗判定基準之相容性建議。 5. 以不同的材料進行對比試驗，評估以小尺寸實驗結果預測大尺寸實驗的可行性。 6. 以相同基材但不同面材的實驗試體進行實驗，以評估面材對防火性能的影響。. 5.

(15) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 圖 1-1 蒐集國際上關於五種試驗法之研究及判定基準. 進行步驟. 蒐集國際上使用三種試驗法作為火災模式的資料. 以防火動力學角度結果分析分析五種試驗法. 房間試驗屋設置. 試材選擇. 五種試驗法實驗. 結果分析. 判定標準研討. 專家諮詢會議. 試驗法及判定標準建議. 結論 (本研究整理). 6.

(16) 第二章火災現象與材料防火性能測試. 第二章. 火災現象與材料防火性能測試. 第一節火災現象與防火材料火災進行過程，依室內溫度的變化大致可分成 5 階段，如圖 2-1 所 7. 示[15] 。. 圖 2-1. 火災成長過程示意圖. (資料來源：耐燃裝修材料之使用設計與施工問題，建築物室內裝修（飾）防火材料使用講習會專輯). 在火災自著火乃至成災的過程中，「閃燃」在火災危害及人員逃生上是最關鍵的時期。閃燃乃是從火災之成長期移向最盛期之短時間現象。在閃燃點時，因熱分解產生的可燃性氣體在室內高處蓄積，當該氣體與空氣之混合氣體濃度達到燃燒限界，且溫度已達多數材料之著火點或以上，則爆發地使室內全體陷於火焰之中；亦即使局部燃燒瞬間擴大到全體燃燒。由於此階段會發生溫度急劇上升、煙及燃燒氣體 7. 雷明遠，耐燃裝修材料之使用設計與施工問題，建築物室內裝修（飾）防火材料使用講習會專輯，內政部建築研究所籌備處， p.141-173, 1995. 7.

(17) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 量激增、氧氣濃度急速減少、壓力變化等現象，人在室內已難以存活，所以所有人員應在此之前逃避至安全之處。基於此點，在建築物火災避難計劃中決定避難容許時間的目標上，閃燃時間具重要意義！。由此可見，在火災過程五階段之中，火災擴大受材料特性影響之關鍵時期是從起火至閃燃階段為止，在此階段內，其燃燒現象之大小及火災之持續時間則由系內可燃材料總量所決定。因此裝修材料在預防火災發生及阻止延燒擴大功能方面所扮演角色十分重要。建築物防火對策的第一要務即是預防起火，其中有關室內裝修材料的角色，可分為兩方面說明：其一，當「火源」就發生在裝修材料周圍時，若裝修材料為易燃物則成為「著火物」而助長火焰延燒，反之材料具有合格的防火性能，則燃燒可被阻止。其次，當裝修材料亦為易燃物，則燃燒更加迅速擴大，反之裝修材料具有合格防火性能，則火焰則無法經由裝修材料迅速擴展，燃燒可能會自行停止或受到相當程度之抑制後而能輕易地以滅火手段或自動滅火裝置熄滅。若在起火無可避免的情況下，一般火災延燒會藉由室內裝修材料（尤其天花板及牆壁）開始逐漸擴大到室內每一處。若裝修材料具合格之防火性能，則能抑阻火焰沿著室內垂直及水平表面擴展燃燒，而延緩室內全面化燃燒發生，亦即延遲閃燃發生時間。裝修材料在此階段之火焰傳播、發熱特性除須加以重視外，更不可忽略發煙性及燃燒毒性。火災一旦到達閃燃發生時，室內溫度到達巔峰（至少 800℃），所有可燃物幾乎都在燃燒冒煙，此時氧氣消耗加劇，而在此種高熱、低氧濃度及充斥燃燒煙氣的情況下，人類已難生存。因此，在逃生避難對策上應盡可能延遲閃燃發生，換言之，使用合格防火材料及裝設自動滅火裝置均是為此目的，以利室內人員能夠安全逃離火場或獲救。根據國外研究，使用不具合格防火性能之裝修材料常會導致下列至少一項不利人員避難逃生行為之危險。. 8.

(18) 第二章火災現象與材料防火性能測試. (1)火焰本身迅速傳播以致阻擋住逃生通道，因此嚇阻人員靠近及通過。 (2)迅速擴大延燒範圍及助長火災強度因而不利火災控制及搶救行動。 (3)生成大量濃黑煙霧（尤其某些塑膠材料產生的煙）遮蔽逃生方向及逃生口的指示或標示。 (4)釋出毒性燃燒氣體直接對人造成中毒昏迷、行動能力衰退等作用。因此，使用具有合格防火性能之室內裝修材料有其必要性，一者希望材料不會被引燃或燃燒速度十分緩慢以延遲火災擴大，二者希望材料高溫加熱時不會產生濃煙或有毒氣體，讓人們有足夠的能力及時間脫離火災現場，通過逃生避難通道，到達安全地區，或者獲得消防人員救助。. 第二節材料防火性能測試由上述分析可知，選擇具防火性能之裝修材料是保障人員逃生並控制火災規模以減少損失最有效的方法，而選擇經防火測試合格的材料自然是一個直接又可靠的方式，然而，何種防火測試能準確地反應材料在真實火場的狀況呢？本研究即針對下列三個核心課題以實驗及參考國際上主要防火研究國家的經驗的方式進行分析，以做為我國法規及測試標準修訂的依據。評估材料防火性能需要哪些參數？如何量測這些參數？如何用這些參數之數據將材料分級？. 9.

(19) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 10.

(20) 第三章. 第三章. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 自採用防火測試來測試材料防火性能以來，世界各國一向都各自發展或選用一套測試基準，共同及共通性甚少，雖然國際標準組織 (ISO, International Organization for Standardization)早在 1946 年就已成立，但世界各國仍各自為政，標準仍未統一。但自歐洲數國欲組成「歐洲共同市場」（現已成為「歐盟」），以減少貿易障礙以來，貨物的自由流通就是一個重要的目標，但當一材料要從甲國出口至乙國，乙國通常不承認在甲國的測試報告，而需在乙國用乙國的測試方法再做一次，如此將不能達到「減少貿易障礙」的目標。此外，之後成立的世界貿易組織 (WTO, World Trade Organization)也以「減少貿易障礙」為目標，因此，發展一套世界各國都通用的防火試驗標準已十分必要。另外，現在防火法規欲從「規格法規」進展至「性能法規」，防火測試標準也必須從新檢討是否符合性能式法規的要求。我國防火法規常參考日本的規定，在日本已修訂其法規，以配合國際腳步後，我國法規及測試標準的修訂也成為刻不容緩的課題。本研究即針對此主題收集各國經驗，做為我國法規及測試標準修訂的參考。. 第一節. 世界主要防火研究國家之國際調和經驗. 1. 歐洲各國之測試法調和歐洲各國有其不同的背景及防火測試觀念，甚至在一項由西德、比利時、丹麥、法國、荷蘭及英國進行的材料與試驗方法比較中發現，在德國經測試具最佳防火性能的材料在丹麥是最差等級（下圖材料 8. 18，其中等級高表示具良好防火性能）[16] ，直到 1990 年歐洲共同體 8. Hedskog B and Ryber F, The classification systems for surface lining materials used in buildings in Europe and Japan-A summary and comparison, Dept. of Fire Safety Engineering, Lund University Report 5023, 1998. 11.

(21) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 才確認「防火安全」為六項急需努力統一的項目之一而投入大量人力。在 80 年代末期由丹麥、挪威、芬蘭、瑞典進行之 EUREFIC 計畫，針對圓錐量熱儀(cone calorimeter)及房間試驗(room/corner test)進行評估，並以達閃燃時間(time to flashover)為判定依據研擬分級建議，而 90 年代初由法國、義大利、比利時、英國進行之 CHARLEMANGE 計畫，驗證圓錐量熱儀試驗具良好的再現性(reproducibility)與重複性 (repeatability)，在這二項實驗計畫中奠定了圓錐量熱儀試驗成為重要防火測試標準的基礎。[16]. 圖 3-1. 9. 相同材料在歐洲六國測試標準下之分類差異圖. (資料來源：Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002). 到 1994 年，歐體才確立了材料的防火性能共分 6 級 A~F，並以下列四測試法作為基準，但所有測試分級之根據為 ISO 9705 房間試驗 9. [16] ： (1) prENISO 1182 9. Non-combustibility test. Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002. 12.

(22) 第三章. (2) prENISO 11925-2 (3) prENISO 1716 (4) prEN. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. Ignitability test. Gross calorific value test. Single burning item test. 在 1998 年歐體終於做了最後的決定，以以下六項指標作為分級原 10. 則[16] ： (1) 材料熱釋放率(heat release rate) 材料熱釋放率在以「房間試驗」中之熱釋放表現做為參考依據，採用之參數為 FIGRA Index (FIre Growth RAte)，定義如下，其單位為 kW/s，. FIGRA(RC) = (材料之最高熱釋放率/最高熱釋放率發生之時間). 但由於房間試驗費用昂貴且費時，因此以 SBI 作為實際測試儀器， FIGRA(SBI)定義為：. FIGRA(SBI) = (材料之最高熱釋放率/最高熱釋放率發生之時間)× 1000. 能以在 SBI 儀器測試之 FIGRA(SBI)代替 FIGRA(RC)，是因實驗比較 2. 證實其相關係數為 R =0.946，實驗結果如圖 3-2：. 10. Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002. 13.

(23) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 圖 3-2. 歐體於 1998 年實驗中 FIGRA(SBI)與 FIGRA(RC)之相關性. (資料來源：Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002). 另 FIGRA(RC)與房間火災的關連以在 ISO 9705 房間試驗中閃燃發生時間作為分級依據，相關性如表 3-1：表 3-1. 分級 A1 A2 B C D E F. 歐體 1998 年實驗中 FIGRA(RC)與 ISO 9705 房間試驗分級標準之相關性. FIGRA(RC) (kW/s) 不存在 ≦0.16 0.16≦0.5 0.5≦1.5 1.5≦7.5 ＞7.5 --（本研究整理）. (2) 煙生成量(smoke production). 14. ISO 9705 房間試驗火場狀況 --無閃燃發生無閃燃發生 10 分鐘後達閃燃 2~10 分鐘內達閃燃 2 分鐘內達閃燃 ---.

(24) 第三章. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 煙之生成一樣以 ISO 9705 房間試驗之 SMOGRA (SMoke Growth RAte) 及 TSP(Total Smoke Production)做為參考依據，SMOGRA（RC）定義如 2. 2. 下，單位為 m /s 。 SMOGRA（RC）＝（煙生成最大量之 60 秒平均/其發生時間）×1000 而在 SBI 試驗中， SMOGRA（SBI）＝（煙生成最大量之 60 秒平均/其發生時間）×10000 而 TSP(Total Smoke Production)即為在 600s 測試時間內之煙總量。根據以上二參數，材料之煙生成分成以下三級： S1: SMOGRA ≦. 2. 2. 且. TSP600s ≦. 50 m. 2. 2. 2. 且. TSP600s ≦ 200 m. 2. 30 m /s. S2: SMOGRA ≦ 180 m /s S3: 不屬 S1 或 S2. (3) 著火性(ignitability) 及火焰延燒(flame spread) 以火焰在特定時間內之向上火焰延燒距離(Fs)為要求，表列如下：表 3-2. 級數 B C D E. 引燃試驗(ISO 11925)中火焰延燒分級表. 在 60 在 60 在 60 在 20. s s s s. 要求內延燒距離小於 150 內延燒距離小於 150 內延燒距離小於 150 內延燒距離小於 150. mm mm mm mm. (本研究整理). (4) 不燃性 (non-combustibility) 及總熱卡釋放 (gross calorific potential) SBI 試驗中已對 A 級材料測其熱釋放率，但仍認為必要以材料燃燒性在 A 級材料再分為 A1 及 A2 ， ISO 1182 不燃性測驗（non-combustibility test）已在多國行之有年，另加上總熱卡試驗 (gross calorific value)是因期能測有機成分更高的材料。. 15.

(25) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. (5) 著火碎片飛散(flaming droplets/particles) 著火碎片飛散是一項是否容易引燃周圍材料的因素，但不容易量化，經研究討論後，以引燃試驗(ISO 11925)之結果分為三級： D0: 無著火碎片飛散 D1: 有著火碎片飛散，但不超過 10s D2: 不屬 D0、D1 者歐盟實施之裝修材料測試法及分級標準總表如下(表 3-3)：. 16.

(26) 第三章. 表 3-3 分級. A1. A2. B. C. D. E F （1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 歐洲之裝修材料防火性能測試基準與分級. 試驗法（S）不燃性試驗（perENISO 1182）及總熱卡計試驗（perENISO 1716）. 分級標準補充試驗資訊 ΔT≦30℃ 及 Δm≦50％及 tf = 0（即無持續火焰） PCS≦2.0 MJ/kg（1）；及 PCS≦2.0 MJ/kg（2） PCS≦1.4 MJ/kg（3） PCS≦2.0 MJ/kg（4）不燃性試驗 ΔT≦50℃ 及Δm≦50％及（perENISO 1182）或 tf = 20s 總熱卡計試驗 PCS≦3.0 MJ/kg（1）；及（perENISO 1716）及 PCS≦4.0 MJ/kg（2） PCS≦4.0 MJ/kg（3） PCS≦3.0 MJ/kg（4） SBI 試驗 FIGRA（SBI）≦120 W/s；及煙生成物（5）及火 LFS＜樣品邊緣；及焰碎片飛散，及/ THR600s≦7.5 MJ 或兩者組合（6） FIGRA（SBI）≦120 W/s；及煙生成物（5）及火 SBI 試驗 LFS＜樣品邊緣；及焰碎片飛散，及/ 及 THR600s≦7.5 MJ 或兩者組合（6）引燃試驗（8） Fs≦150 mm 於 60 秒時暴露 30 秒 SBI 試驗 FIGRA（SBI）≦120 W/s；及煙生成物（5）及火及 LFS＜樣品邊緣；及焰碎片飛散，及/ THR600s≦7.5 MJ 或兩者組合（6）引燃試驗（8） Fs≦150 mm 於 60 秒時暴露 30 秒 SBI 試驗 FIGRA（SBI）≦750 W/s 煙生成物（5）及火及焰碎片飛散，及/ 或兩者組合（6）引燃試驗（8） Fs≦150 mm 於 60 秒時暴露 30 秒引燃試驗（8） Fs≦150 mm 於 60 秒時火焰碎片飛散，及/ 暴露 15 秒或兩者組合（7）無無無現象供判斷均質材料或非均質材料之重要部份外部之非均質材料之不重要部份內部之非均質材料之不重要部份整體材料 S1=SMOGRA ≦ 30 ㎡/s 且 TSP600≦50 ㎡，S2= SMOGRA ≦ 180 ㎡/s 且 TSP600 ≦200 ㎡，S3 = not S1 or S2 DO=於測試過程中無燃燒微滴，D1=無燃燒微滴/顆粒超過 10 秒鐘，D2=not D1 or D2，在 D2 分級可燃性試驗引燃紙張。通過=無紙張引燃，失敗=紙張引燃最終使用條件下之表面火焰侵襲，類似最終使用條件下，邊緣火焰侵襲. 17.

(27) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 2. 日本測試法之國際調和 11. 日本自 1993 起開始對建築法規有較大規模的修訂[16] ，其中「國際化」是一項重要的目標。而其防火測試也重新檢討針對二目標：(1) 材料在火災初期不會助長火勢. (2) 材料燃燒時所產生之氣體不會對. 人員之避難逃生造成危害或阻礙，由之前之五項（如表 3-4）簡化為四項：表 3-4. 日本國際調和前後之試驗法項目. 修正前表面試驗基材試驗穿孔試驗模型箱試驗氣體有害性試驗. 修正後 ISO 1182 不燃性試驗 ISO 5660 圓錐量熱儀 ISO 17431 模型箱試驗氣體有害性試驗（有機材料）. （本研究整理）. 而其分級仍保持原本之三級，其定義、測試法、判定基準、材料 12. 舉例如表 3-5[13] ：表 3-5. 日本之防火材料分級標準. 級數定義測試法不燃材在一般火災 ISO 1182 料中，20 分鐘內不燃性試驗不會燃燒，亦不產生對防火或上有害之變 ISO 5660 形、融化、龜圓錐量熱儀裂等損傷及避（輻射量：難上之煙危 50kW/m2）害。. 11. 判定基準 20 分鐘內溫度上升＜20K 質量損失＜30%. 材料舉例水泥、磚、瓦、磁磚、石綿板、纖維強化水泥板、玻璃纖維水泥板（厚度 3mm 20 分鐘內以上）、纖維矽總發熱量＜ 2 酸鈣板（厚度 5mm 8MJ/m 最高熱釋放率＜以上）、鋼鐵、鋁、金屬板、玻 200kW/m2 璃、石材、石膏無貫通及龜裂. Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002. 12. A review on the state-of-the-art of fire testing and evaluation scheme under revised building standards law of Japan, 原田和典，中日技術合作計畫，建築防火性能式設計與試驗研討會，Tainan, 2002. 18.

(28) 第三章. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 氣體有害性試老鼠暴露於燃燒板（厚度 12mm 以驗（有機材料）氣體中，6.8 分內上）等。仍保持行動石膏板（厚度 9mm 準不燃在一般火災 ISO 5660 10 分鐘內以上）、木纖水材料中，10 分鐘內圓錐量熱儀總發熱量＜ 2 泥板（厚度 15mm 不會燃燒，亦（輻射量： 8MJ/m 2 不產生對防火 50kW/m ）最高熱釋放率＜以上）、硬質木片水泥板（厚度上有害之變 200kW/m2 9mm 以上、比重形、融化、龜無貫通及龜裂 0.9 以上）、木片裂等損傷及避 ISO 17431 10 分鐘內難上之煙危模型箱試驗總發熱量＜30MJ 水泥板（厚度害。最高熱釋放率＜ 30mm 以上、比重（加熱量： 0.5 以上）、水泥 140kW/m2 40kW）合板（厚度 6mm 無貫通及龜裂氣體有害性試老鼠暴露於燃燒以上）等驗（有機材料）氣體中，6.8 分內仍保持行動難燃合板（厚度難燃材在一般火災 ISO 5660 5 分鐘內 5.5mm 以上）、石料中，5 分鐘內圓錐量熱儀總發熱量＜ 2 膏板（厚度 7mm 不會燃燒，亦（輻射量： 8MJ/m 2 不產生對防火 50kW/m ）最高熱釋放率＜以上）等上有害之變 200kW/m2 形、融化、龜無貫通及龜裂裂等損傷及避 ISO 17431 5 分鐘內難上之煙危模型箱試驗總發熱量＜30MJ 害。最高熱釋放率＜（加熱量： 140kW/m2 40kW）無貫通及龜裂氣體有害性試老鼠暴露於燃燒驗（有機材料）氣體中，6.8 分內仍保持行動（資料來源：A review on the state-of-the-art of fire testing and evaluation scheme under revised building standards law of Japan, 原田和典，中日技術合作計畫，建築防火性能式設計與試驗研討會，Tainan, 2002）. 3.澳洲測試法之國際調和. 19.

(29) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 澳洲於 2002 年 6 月公佈了一份其新版建築材料防火性能測試之草 13. 案[17] ，請全世界的專家給予意見，其報告不僅將其欲改變的部分提出，以實驗數據等方式解釋其改變更能符合火災現象分析，另外，將此改變對經濟、社會的影響提出評估，並將在公佈後有一年半的緩衝時間，減少對工業界的衝擊。不僅其在防火技術上（材料防火性能測試法、分級標準等）值得我們學習，其在改變時與社會的溝通上亦值得我們參考！在選擇適當測試法上，提出測試法應能評估材料在火場之 1.引燃性(ignitability) 2.延燒性（spread of flame） 3.發熱程度（heat envolved） 4.煙危害（smoke developed）並以下列五項指標作為評估原則來評估 ISO 9705 房間試驗、ISO 5660 圓錐量熱儀、ISO 5657 著火性試驗、ASTM E 662 煙箱試驗、初期火災危害試驗(澳洲標準 AS 1530.3)，其結果如表 3-6： 1.其與真實火場之關連性 2.採用之適當性：能否適用於多種材料 3.國際調和程度 4.試驗結果之再現性與重複性 5.成本效益. 13. Australia Building Code Board, Regulatory proposal and regulatory assessment, Fire hazard properties of building materials and assemblies, Proposal to amend the building code of Australia, 2002. 20.

(30) 第三章. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 表 3-6 五項指標評估房間試驗、圓錐量熱儀、著火性試驗、煙箱試驗、初期火災危害試驗之比較. 與真實火場採用之適國際調和試驗結果之成本效益之關連性當性程度再現性與重複性佳房間試驗佳佳佳不佳 ISO 9705 模擬一小型通常每試體臥室只進行一次 $6000-10000 佳圓錐量熱儀佳佳佳佳 ISO 5660 已有多項研 $600-2000 究證實其對於預測房間火災閃燃時間之準確性佳佳著火性試驗不佳不佳不佳 ISO 5657 無直接證據因圓錐量研究指出其熱儀應用再現更廣泛性:14-80% 重複性:26-206% 不佳不佳尚可煙箱試驗不佳不佳 smoke 無直接證據僅止於研文獻不多再現 chamber 究階段性:16-118% test 重複性:5-51% 不佳無資料初期火災危不佳不佳尚可害試驗僅澳、紐 AS 1530.3 使用 early fire hazard test 測試法. （本研究整理）. 在評估五項試驗法後，選定 ISO 9705 房間試驗及 ISO 5660 圓錐量熱儀作為測試標準，且因 ISO 9705 房間試驗花費昂貴，故准許使用 ISO. 21.

(31) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 2. 5660 圓錐量熱儀在 50kW/m 輻射熱下之熱釋放率結果輸入 VTT 及 SP 電腦模擬程式後預測之閃燃時間作為評判標準。裝修材料之分級如下：表 3-7. 分級 1 2 3 4. 房間實驗之分級標準. 房間實驗之閃燃時間不發生閃燃暴露於 100kW，600s 內不發生閃燃，但隨後暴露於 300kW，600 s 內發生閃燃暴露於 100kW，120~600 s 內發生閃燃暴露於 100kW，120s 內發生閃燃. （本研究整理）. 澳洲的新測試基準並未將「煙危害」考慮在內，因其認為，只要能控制火災規模，煙的危害就能被控制。但已有許多學者提出煙對逃生的影響並未考慮在內，建議其增加煙危害評估，建議方案為在 ISO 9705 房間試驗中，SMOGRA(smoke growth rate index) < 100 或 ISO 5660 2. 圓錐量熱儀中， average specific extinction area < 250 m /kg。其中測試成本部分，經調查房間試驗每試體只進行 1 次需 6000–10000 澳幣，而圓錐量熱儀每試體只進行 3 次需 600-2000 澳幣，其成本約差 5~10 倍。 4.美國測試法（ASTM E-84 隧道試驗）美國建築材料之測試方法乃 ASTM E-84 ，此隧道式燃燒試驗儀長 7.32 m、寬 508 mm，材料置於天花板頂面，氣體燃燒器之輸出淨熱 87.9 2. kW/m ，試驗時間十分鐘，由觀測窗中判定頂面之火焰延燒速度，作為耐燃性等級分類的依據(圖 3-3)。此測試方法乃試驗建築材料之表面燃燒特性，分別量測下列指標： 1.燃燒熱 (fuel contribution). 22.

(32) 第三章. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 2.煙危害 (smoke developed) 而火焰延燒級數 (flame spread classification)FSC 以下列公式決定： FSC =. Flame − spread rating Smoke density developed rating. 根據國際防火組織 (NFPA)，將建築材料分為 A、B、C 三級，相對於 ICBO’s Uniform Building Code 與 BOCA’s National Building Code 之Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級。標準値以紅橡木(red oak)為 100，而以不燃材料為 0 時，A 級為 0-25，B 級 25-75，C 級為 75-200。美國各州都有不同的建築材料評估方法，但一般均使用本法。. 圖 3-3. Steiner Tunnel Test(ASTM E-84 ,UL723,UBC 8-1). （資料來源：ASTM E-84）. 第二節. 我國測試法之國際調和. 從上述之歐洲、日本、澳洲之經驗可見雖然裝修材料之防火性能測試已有朝 ISO 5660 圓錐量熱儀、SBI test 及 ISO 9705 房間試驗修訂. 23.

(33) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 的趨勢，但各國針對火災現象及多樣性材料之適用問題的作法仍有差異，本研究即針對上述課題作實驗探討，研議初步構想後，以實驗方式實際研討各測試法在我國實行之可行性，再邀請產官學研各界召開諮詢會議，以期廣納意見，使我國之防火測試不僅更完善，也更符合國際化的要求！而試驗法可行性之評估將以下列六項指標分析之。 1.其與真實火場之關連性 2.採用之適當性：能否適用於多種材料 3.國際調和程度 4.試驗結果之再現性與重複性 5.成本效益 6.與現行測試法之相容性. 第三節. 五項試驗法之分析比較. 本研究實驗項目計有 CNS 6532 表面試驗、CNS 6532 基材試驗、 ISO 5660 圓錐量熱儀(Cone Calorimeter)、ISO 5658 牆面火焰側向延燒試驗、ISO 9705 房間火災試驗共五項，以下分別就各實驗項目之試驗原理、試體尺寸、火害參數以及判定標準加以探討。 1.表面試驗（CNS 6532）此試驗法適用於檢測建築物室內裝修材料於火災初期之耐燃性 (lncombustibility)，測定裝修材料表面受到一般火災狀況之加熱所表現之著火性、燃燒性及發煙性。將試材（22 ㎝×22 ㎝正方形）以副熱源（液化石油氣 LPG）加熱 3 分鐘後，另以主熱源石英加熱管繼續加熱 3（7）分鐘，共加熱 6（10）分鐘（（）內時間表耐燃二級以上試驗之. 24.

(34) 第三章. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 14. 時間），試體表面受熱之平均熱通量曲線如圖 3-4[18] ，此設計乃為模擬材料在一般火災成長過程之受熱情形。. 圖 3-4. CNS 6532 表面試驗試體表面之平均熱通量曲線. (資料來源：張凌昇，建築材料燃燒性之研究，國立交通大學，機械工程研究所碩士論文，p.66，1994). 試驗期間可藉自動三筆紀錄器繪製排氣溫度曲線、試體背面空間溫度曲線、發煙係數（CA）曲線，並根據該圖求其相關數值。加熱試驗結束後，觀察並紀錄餘焰時間與背面有無龜裂情形發生。由各項紀錄值依燃燒特性與耐燃性判定基準，加以評估耐燃性。 (1) CNS 6532 表面試驗耐燃級別判定本試驗所評估主要燃燒特性有下列七項，分別表示試材之各項火災性狀，需綜合評估以決定試材之耐燃級別。圖 3-5 為測試結果示意圖：. 14. 張凌昇，建築材料燃燒性之研究，國立交通大學，機械工程研究所碩士論文，p.66，1994. 25.

(35) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 圖 3-5. CNS 6532 表面試驗測試結果示意圖. （資料來源：CNS 6532）. (a)「排氣溫度曲線」超過「標準溫度曲線」所經過之時間（tc）：二線交點時間為試體表面受熱起火發熱所經之時間，用來表現著火性或著火難易性、排氣溫度上升性及易燃性。tc 越小，越易著火。在 CNS 6532 中規定，耐燃三級(或二級)材料之 tc 應大於 3 分鐘，即 tc 在開始試驗後 3 分鐘內不得超過標準曲線。 (b)溫度時間面積(tdθ)：即試體排氣溫度曲線超過標準溫度曲線 (tc 點)至加熱時間結束為止，該二曲線所圍成的面積（℃．min），利用求積儀直接在紀錄紙上直接量取欲量測之面積，再乘上 25(℃．Min/ 2. ㎝ )，tdθ值用來表示材料之發熱性（Heat release），tdθ越大，發熱量越大。在 CNS 6532 中規定，耐燃 3 級材料之 tdθ應在 350（℃． min）以下，耐燃 2 級材料之 tdθ應在 100（℃．min）以下。 3. (c)發煙係數(CA)：將加熱期間所產生之煙收集於容積 2m 之集煙箱中，並經攪拌均勻後，由吸引管以 1.5(L/min)流量吸入光量測定裝置，而以所測得單位面積最大發煙量即為發煙係數(CA)。發煙量曲線所出現之最大測值，用來表示發煙性(Smoke generation)。CA 越大，發煙量越大。在 CNS 6532 中規定，耐燃 3 級材料之 CA 應在 120 以下，耐燃 2 級材料之 CA 應在 60 以下。耐燃 2 級材料之 CA 在 30 以下。. 26.

(36) 第三章. C A = 240 log. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. I0 I. 其中 I0 為加熱試驗開始時之光強度. I 為加熱試驗期間光度最低值 (d)背面空間溫度(θr)：加熱試驗中藉由裝設於試體背面空間之熱電偶所測得溫度之經時變化；表示試體之傳熱性。傳熱性乃是與材料之熱傳導率及輻射熱透過率有關之性質。在建築火災時，為防止背面鄰近物件因傳熱而著火、延燒的危險。 (e)餘焰時間(tl)：終止加熱起，目視試體表面火焰持續時間，用來表示自熄性(Self-extinguish ability)。在 CNS 6532 中規定，餘焰時間應該不超過 30 秒(tl＜30 秒)。 (f)龜裂(Ck)：試驗終了，觀測試體背面有無貫穿板全厚的裂縫發生。且其貫穿至試體背面(非加熱面)之裂縫寬度，不得超過板厚之 1/10。 (g)平均質量損失率( m& ′′ )：單位面積單位時間內試驗前後之重量損失率。表 3-8. 耐燃級別. CNS 6532 耐燃級別判定. 判定項目加熱溫度時間時間排氣溫度曲發煙係面積 tdθ (min) 線 tc (min) 數 CA (℃．min). 耐燃一級. 未超越標準 tdθ=0 曲線(tc=0). CA＜30. 10 耐燃二級耐燃三級. 6. 試驗開始後 tdθ≦100 3 分鐘內未超越標準溫度曲線(tc tdθ≦350 ≧3). CA＜60. CA＜120. 餘焰 tl 龜裂 Ck. 貫穿至餘焰時試體背間未滿面之裂 30 秒隙寬度 (tl＜未超過板厚之 30s) 1/10. (資料來源：CNS 6532). 27.

(37) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 2.基材試驗此試驗法於裝修材料經表面試驗達到耐燃一級要求後，進一步探討整體材料(基材)發熱性之評估。試體長寬各為 40±2 ㎜，以 CNS 146 〔鋼線〕所規定之線徑 0.5 ㎜以下之鋼線緊密紮結成 50±3 ㎜之高度。當加熱爐之 2 個熱電偶所顯示之溫度分別在 750±10℃穩定 20 分鐘後，迅速置入試材進行加熱試驗，加熱過程中試材每一面皆均勻受熱。爐內任一熱電偶之最高溫為 810℃以下者，方為合格。 3.圓錐量熱儀試驗 ISO 5660 圓錐量熱儀標準測試方法，乃利用氧氣消耗原理，測試裝修材料之表面著火性、發熱性（heat envolved）及煙危害（smoke developed）。試體受熱面為 100 ㎜×100 ㎜之正方形，一般以水平放置，量測試體於設定輻射量下所釋放之總能量、試體之引燃時間、質量損失率、煙濃度及 CO/CO2 氣體產生率、有效燃燒熱、熱釋放率峰值等。我國目前以訂定圓錐量熱儀之試驗法國家標準（CNS 14705），但尚未以此試驗法判定壁裝材料之耐燃性。圖 3-6. 圓錐量熱儀示意圖. （資料來源：ISO 5660）. 28.

(38) 第三章. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. 4.牆面火焰側向延燒試驗（LIFT）此試驗法乃針對裝修材料測試其側向引燃性與延燒性。試體尺寸為 155×800 ㎜，採垂直放置，並與輻射面板成 15°。測試中試件各部位是暴露在不同熱通量下，熱通量梯度如表 3-9 與圖 3-7。表 3-9. LIFT 之熱通量分佈校正熱通量分佈較正 150 250 350 450 47.1 37.8 23.9 13.2. 位置(mm) 50 2 標準值(kW/m ) 50.5 （資料來源：ISO 5658）. 圖 3-7. 550 6.2. 650 3.1. 750 1.5. LIFT 熱通量分佈曲線熱通量曲線. 2. 熱通量 (kW/m ). 60 50 40 30 20 10 0 0. 100. 200. 300. 400. 500. 600. 700. 800. 熱通量分佈位置(mm). （本研究整理）. 試驗中觀察火焰到特定距離的時間，以得到火焰位移與時間的關係。火焰延燒試驗結果可計算三個燃燒性參數： (A)引燃熱量(Heat for Ignition)：此參數是由「火焰前端到達試件 150 ㎜位置的時間」和「150 ㎜位置上的熱通量」兩者相乘而得，由於後者為定值，因此當知道當火焰到達 150 ㎜的時間越長，「引燃熱量」值越大，即越不易引燃。 (B)維持延燒熱量(Average Heat for Sustained Burning)：. 29.

(39) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 此參數是將「火焰前端到達試件 150、200、250、300、350、400 ㎜位置的時間」個別乘以「150、200、250、300、350、400 ㎜位置上的熱通量」的乘積相加後平均而得，當此參數值越大，即表示此時材料需較大的熱量才能維持延燒。 (C)熄滅臨界熱通量(Critical Heat Flux at Extinguishment)：此參數的定義是火焰熄滅位置相對於熱通量曲線在此位置的熱通量，此值越小，代表其延燒距離越長，及其越容易延燒。. 圖 3-8. 牆面火焰側項延燒試驗儀示意圖. （資料來源：ISO 5658）. 5.房間火災試驗(Room Test) 此試驗使用氧氣消耗原理來量測材料在模擬之真實火場之放熱、發煙及有毒氣體產生量。火災測試房間（如圖 3-9 所示）尺寸正面為 2.4m×2.4m，中央處設置 0.8×2m 之開口，縱深為 3.6m。測試之裝修材料除地板外依實際設計置於內部各面後，以規定之引燃源引火燃燒（試驗開始十分鐘淨熱輸出 100kW，後十分鐘淨熱輸出 300kW），並用攝影機紀錄火勢成長過程。該測試中產生之燃燒產物，經由開口排出後被吸入排氣系統中，在管道中經由取樣管進入氣體分析儀，分別可量測 O2 、 CO2 、 CO 等氣體濃度，並經由管道中之 K-TYPE 熱電偶及. 30.

(40) 第三章. 裝修材料防火性能試驗法之國際調和. bidirectal pitot tube 推算排氣管中之流量，如此可計算經由房間門口排出之熱釋放率與燃燒之氣體產生率。圖 3-9. 房間火災試驗示意圖. （資料來源：ISO 9705）. 第四節. 測試項目分析. 本研究中五種試驗法中之試體尺寸、幾何配置、試體受熱環境均不同，分別就引燃性(ignitability)、發煙性(somke developed)、發熱程度(heat envolved)與質量損失率(mass loss rate)等試驗項目作一統整與分析如表 3-10，其中牆面火焰側向延燒試驗中特別探討火焰側向延燒性，而房間火災試驗則特別針對閃燃時間作為評判標準，藉由這些火災參數之探討有助於瞭解裝修材料之綜合燃燒特性。. 31.

(41) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 表 3-10. 各試驗法之試體尺寸、幾何配置、加熱條件與測試項目. 40×40×50 立方體. ISO 5658 牆面火焰側向延燒試驗 155×800 (延燒試驗). ISO 9705 房間火災試驗 2.4m×2.4m× 3.6m. ----. 垂直. ----. 20. 30. 20. 起始溫度 750℃. 丙烷流量 0.58 L/min 、空氣流量 7.6 L/sec. 試驗前十分鐘淨熱輸出 100kW，後十分鐘淨熱輸出 300 kW. 試驗法. ISO 5660 圓錐量熱儀. CNS 6532 表面試驗. CNS 6532 基材試驗. 試體尺寸（㎜）. 100×100. 220×220. 幾何配置. 水平（或垂直）. 垂直. 加熱時間 (min). 加熱條件. 引燃源位置. 測表面著試火性項熱釋目放性煙危害質量損失率. 10(液化石油氣(3 分鐘)、石英加 30 熱管(3/7 分鐘)) 均勻熱通液化石油氣 350ml/min 量： 2 50kW/m 、，石英加熱管熱量 30kW/m2、 2 1.5kW 15kW/m. 引燃源位於圓錐加熱器下方距試體 24mm. 瓦斯燃燒器距試體表面 15mm，石英加熱管距試體表面 35mm. 於試體四周加熱. tig(s). tc(s). ----. THR (kW/㎡). tdθ (℃-min). △t (℃). ----. SEA （㎡/㎏）. CA. ----. ----. m& ′′. m& ′′. m& ′′. m& ′′. （g/s．㎡）. （本研究整理） 32. 引燃源位於試體下方，火焰為垂直方向，距離試體表面 10 引燃源位於角落 mm，引燃火焰長度為其頂端位於試體上方 40mm 處 tig(s). tig(s) FIGRA Index (kW/s) SMOGRA (m2/s2) m& ′′. （g/s．㎡）（g/s．㎡）（g/s．㎡）（g/s．㎡）.

(42) 第四章. 第四章第一節. 實驗規劃與進度. 實驗規劃與進度試驗法. 本研究實驗項目計有表面試驗、基材試驗、牆面火焰側向延燒試驗儀 (LIFT)、圓錐量熱儀(Cone Calorimeter)及房間試驗(Room Test) 共五項，其中除房間試驗外，均為小尺寸實驗。. 第二節. 試驗材料. 1.基材(底板)：小尺寸燃燒試驗所選定之材料，除了以外界較常用之板材為依據外，並涵蓋市售各種耐燃等級之材料（耐燃一、二、三級及級外），共選用八種材料如表 4-1：. 表 4-1. 編號 A B C D E F G H. 板材紙面石膏板紙面石膏板矽酸鈣板耐燃合板普通合板木絲水泥板美耐板礦纖板. 底材一覽表. 等級一級二級一級三級未達三級無一級. 厚度 12mm 9mm 12mm 12mm 12mm 12mm 16mm 12mm. （本研究整理）. 33.

(43) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 2.面材：共選用六種面材，詳細資料如表 4-2：表 4-2. 編號 a b c d e. 材料防焰壁紙普通壁紙普通壁紙 ×2 防焰壁布防火塗料. 面材一覽表. 備註 2 FR-PVC, 0.5mm, 30g/m. 0.6mm. f 不處理（本研究整理）. 第三節. 試體前置處理. 1.防火塗料防火塗料採用火壩膨脹型防火漆（FS-31），符合 CNS 6532 耐燃三級及 ASTM E84 class “A”級。其重量為 1.32 ± 0.05 ㎏/L，理論塗佈量為 627 g/㎡（7.8 ㎡/Gal），所建議的漆膜厚度為 333μm 以上，每道刷塗濕膜為 222μm，乾膜為 111μm 故塗佈三道，每道間隔 2 小時。由不燃性樹脂配以特殊顏料、添加劑精製而成的溶劑性防火氯化橡膠漆，遇火或熱將膨脹形成一層精密的發泡層，將發泡層隔絕底材與火接觸，因此大大降低可燃性底材的燃燒性及減緩熱的傳遞、火燄擴張。防火漆依其濃稠度添加入適量甲苯加以稀釋，甲苯添加量並不影響乾膜厚度。 2. 壁紙、壁布裱糊壁紙裱糊採用市售漿糊（澱粉黏著劑），將漿糊以１：１之比例與水攪拌均勻，以刷子均勻的沾濕並塗佈在壁紙（壁布）上，將塗佈好的壁紙（壁布）對褶等待 1０分鐘，使壁紙充分吸濕膨脹後，在將壁紙順序粘著於板材上，自然風乾即可。. 34.

(44) 第四章. 第四節. 實驗規劃與進度. 實驗試體總表. 以下就板材與面材之組合方式列表說明，共計有 34 種組合。. 表 4-3. 面材板材紙面石膏板 12 mm 紙面石膏板 9mm 矽酸鈣板耐燃合板普通合板木絲水泥板美耐板礦纖板. 實驗試體總表. 防焰壁紙. 普通壁紙. 普通壁紙×2. 防焰壁布. ○ ○ ○ ○ ○ ○. ○ ○ ○ ○ ○ ○. ○ ○ ○ ○ ○ ○. ○ ○ ○ ○ ○ ○. 防火塗料. 不處理. ○ ○. ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○. （本研究整理）. 第五節. 實驗與設備準備進度. 目前五項試驗，表面及基材試驗已全部完成，圓錐量熱儀將待新購之機器到達後，繼續進行，LIFT 及房間試驗則在進行中。其中房間試驗預計進行七次，材料分別為(括弧內為耐燃級數):紙面石膏板 12mm(1) 、紙面石膏板 12mm+ 防火壁紙 (2) 、紙面石膏板 9mm(2)、木絲水泥板(3)、耐燃合板(3)、普通合板(×)、普通合板+防火壁紙(×)。截至 92 年 10 月 22 日止之實驗進度如表 4-4。. 35.

(45) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 表 4-4. 實驗進度（截至 92 年 12 月 25 日止）. 試驗項目. 預計試驗數量（片）. 已進行實驗數量（片）. 備考. 表面試驗. 102. 102. 已全部完成. 基材試驗. 102. 102. 圓錐量熱儀. 153. 25. 牆面側向火焰延燒試驗. 102. 85. 房間試驗. 7. 0. 已全部完成新進儀器校正中，預計一月底完成實驗進行中，預計十二月底完成實驗進行中，預計一月中完成. 詳細實驗結果列於附錄。（本研究整理）. 36.

(46) 第五章結果與討論. 第五章. 結果與討論. 試驗部分目前已完成表面試驗及基材試驗、牆面火焰側向延燒試驗將於十二月底完成，而圓錐量熱儀試驗及房間試驗將待驗收後儘快完成，以下就現有之實驗數據，加上八十五年中央標準局（現為標準檢驗局）研究案「建築材料防火性能試驗法國際標準化調查研究」之數據，分別探討面材及底材厚度對防火性能之影響及煙危害、表面著火性、材料發熱性與平均質量損失率四項火害參數，以評估材料之影響及各實驗法之間之相關性。. 第一節. 面材及底材厚度對防火性能之影響. 本研究比較不同面材厚度（無面材、普通壁紙一層、普通壁紙二層）貼於相同底材及不同底材厚度（石膏板）貼上相同面材之差異，發現底材於貼上壁紙後，常會使原本不會引燃之材料被引燃，因而發熱及發煙（表 5-1）。另外，不同厚度石膏板貼上各種面材後，較大之差異為基材試驗中之溫度變化，厚度較厚之石膏板放熱較多（表 5-2）。. 第二節. 煙危害之探討. 四項小尺寸試驗法中，表面試驗與圓錐量熱儀試驗可測定材料之煙生成量。表面試驗中煙危害以發煙係數 CA，而圓錐量熱儀試驗以平均 SEA(Average Specific Ext Area)來表示。下圖為表面試驗發煙係數 CA 與圓錐量熱儀 SEA 之關係圖，圓錐量熱儀實驗之熱通量為 30 及 50 2. 2. kW/m ，兩者之間相關係數 R 分別為 0.1677 和 0.0039(見圖 5-1 與圖 5-2)，表面試驗發煙係數 CA 與圓錐量熱儀 SEA 並沒有明顯的趨勢。. 37.

(47) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 表 5-1 面材厚度對防火性能影響實驗數據（其中數據為三次試驗之平均）. 面材板材紙面石表面膏板 12mm 基材紙面石表面膏板 9mm 基材矽酸鈣表面板基材耐燃合表面板基材普通合表面板基材木絲水表面泥板基材（本研究整理）. 38. tc tdθ CA 餘焰時間 △T(℃) tc tdθ CA 餘焰時間 △T(℃) tc tdθ CA 餘焰時間 △T(℃) tc tdθ CA 餘焰時間 △T(℃) tc tdθ CA 餘焰時間 △T(℃) tc tdθ CA 餘焰時間 △T(℃). 不處理. 普通壁紙. 普通壁紙*2. 未引燃 0 5 0 5.966 未引燃 0 4.333 0 15.8 未引燃 0 0 0 9.9 2.53 427.17 120.5 183.33 117.57 1.4 553.25 128.67 268.33 148.43 7.67 67.58 1.33 16 193.13. 3.83 17.67 10.33 0 8.3 3.83 12.83 13 0 5.13 未引燃 0 20.67 0 18.77 3.34 463.25 139.33 330 130.53 2.283 402.5 131.33 271 115.8333 6.37 117.58 6.33 0 148.63. 3.58 70.17 26.67 4 12.23 3.53 44.75 25 0 24.23 3.367 38.25 16.33 0 14.93 3.5 431.5 142.33 318 137.3 3.517 350.25 114 669 139.73 7.58 63.42 24.67 22 142.33.

(48) 第五章結果與討論. 表 5-2 底材厚度對防火性能影響實驗數據（其中數據為三次試驗之平均）. 板材面材. 無面材. 防焰壁紙. 普通壁紙. 普通壁紙×2. 防焰壁布. tc(分) tdθ(℃•分) 表面試驗 CA 餘焰時間 (秒) 基材試驗 △t(℃) tc(分) tdθ(℃•分) 表面試驗 CA 餘焰時間 (秒) 基材試驗 △t(℃) tc(分) tdθ(℃•分) 表面試驗 CA 餘焰時間 (秒) 基材試驗 △t(℃) tc(分) tdθ(℃•分) 表面試驗 CA 餘焰時間 (秒) 基材試驗 △t(℃) tc(分) tdθ(℃•分) 表面試驗 CA 餘焰時間 (秒) 基材試驗 △t(℃). 紙面石膏板 9mm 紙面石膏板 12mm >10 0 4.33. >10 0 5. 0. 0. 15.8 3.72 34.17 14.33. 5.97 3.65 32.13 18.5. 0. 0. 17.36 3.83 12.83 13. 6.83 3.83 17.67 10.33. 0. 0. 5.13 3.53 44.75 25. 8.3 3.58 70.17 26.67. 0. 4. 24.23 >10 0 41.67. 12.23 >10 0.67 34.33. 0. 0. 11.13. 5.83. （本研究整理）. 39.

(49) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 兩項試驗法中煙危害參數的量測原理與定義皆不相同，造成比對 3. 上的困難。表面試驗之 CA 乃將加熱期間所產生之煙收集於容積 2m 之集煙箱中，並經攪拌均勻後，由吸引管以 1.5(L/min)流量吸入光量測定裝置，所測得數據所繪成單位面積發煙量圖中，單位時間之最大值即為 CA。而在圓錐量熱儀試驗中 SEA 之定義為單位質量損失率之煙產生量 2. (m /kg)，為試體燃燒所產生之煙氣經由抽風系統收集至管路中，經煙濃度量測系統得到之遮蔽係數(Extinction Coefficient)轉換而得。另外，表面試驗之 CA 所測之煙為「累積煙濃度」，但圓錐量熱儀試驗中 SEA 為「即時煙濃度」。. 第三節. 表面著火性之探討. 材料之表面著火性代表裝修材料在火場中引燃的快慢，一般而言，起火點不會在裝修材料，而在沙發等家具，但起火後是否會擴大延燒，裝修材料即扮演關鍵性角色。我國現今測試裝修材料之耐燃性乃以 CNS 6532 表面試驗之 tc 與基材試驗作為標準。表 5-3 將 tc 與圓錐量熱儀的引燃時間(tig)做一比較，發現圓錐量熱儀的引燃時間與表面試驗中的 tc 有相當大的差異。與牆面火焰側向延燒試驗作一比較後發現，兩者引燃時間也無一致之關係。圓錐量熱儀試體是以水平擺設，其引燃源(spark)是位於試體平面上方；LIFT 的試體是以垂直擺設，其引燃火源是位於試體垂直平面的上方，因引燃位置的不同，造成許多試件在 LIFT 中並未引燃，只有試體受熱後冒煙、表面發泡、焦黑等現象。此次使用的紙面石膏板在 CNS 6532 表面試驗中為耐燃一級，其中心蕊材石膏性質穩定，不因外界的高熱而產生變化；然而表面有一層原紙化粧層，以 LIFT 試驗時，當壁紙上的火焰前端已熄滅，卻又因底層石膏紙面的延燒而又使. 40.

(50) 第五章結果與討論. 壁紙復燃，而增加延燒距離，這在於實際火場中也有可能發生，值得我們對 CNS 6532 之標準再加以考量。. 表面試驗與圓錐量熱儀(30 kW/m2)試驗發煙性之比較. 圖 5-1. 發煙性之相關(表面試驗&圓錐試驗). SEA(圓錐試驗30kW/m 2). 500. y = -0.832x + 156.26 R2 = 0.1677. 400 300 200 100 0 0. 50. 100. 150. 200. CA(表面試驗) （本研究整理）. 表面試驗與圓錐量熱儀(50 kW/m2)試驗發煙性之比較. 圖 5-2. 發煙性之相關(表面試驗&圓錐試驗) SEA(圓錐試驗 50kW/m2). y = 0.1055x + 132.84 300. R2 = 0.0039. 250 200 150 100 50 0 0. 50. 100. 150. 200. CA(表面試驗). （本研究整理）. 41.

(51) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. 表 5-3. 表面試驗、圓錐量熱儀試驗與 LIFT 試驗之引燃時間（其中數據為三次試驗之平均，N.I.表未引燃）. 試驗法試材紙面石膏板 12mm+普通壁紙紙面石膏板 9mm+普通壁紙矽酸鈣板+ 普通壁紙耐燃合板+ 普通壁紙普通合板+ 普通壁紙普通合板+ 普通壁紙. 表面試驗. 圓錐量熱儀試驗 LIFT tig(sec) 引燃時間 tc(sec) 2 2 (sec) (50kW/m ) (30kW/m ) 230.0. 24.33. N.I.. N.I. 230.0. 24.81. N.I.. N.I. N.I.. ---. ---. ---. 201.0. 9.57. 29.25. N.I. 138.2. 13.39. ---. N.I. 346.6. ---. ---. N.I. （本研究整理）. 第四節. 發熱性之探討. 圖 5-3 為表面試驗 tdθ 與基材試驗△t 之相關性，可以發現材料發 2. 熱性在二試驗中相關程度並不高（R =0.3587）。基材試驗著重於探討整體材料之發熱性，而表面試驗乃針對試材表面之著火性與煙危害，其溫度時間面積(tdθ)雖用來代表材料之發熱性，卻與基材試驗中之溫度差(△t)無直接的相對關係。圖 5-4 與圖 5-5 為 tdθ(表面試驗)與 THR(圓錐量熱儀試驗 50、 2. 30kW/m )之相關性。由圖中可以發現表面試驗與圓錐量熱儀試驗之發熱 2. 性，tdθ 與總熱釋放率有良好的相關性，相關係數 R 分別為 0.7528 與 0.7512。另外，觀察圓錐量熱儀試驗中各材料的受熱反應，發現各材料之總熱釋放率都不是很大，但其熱釋放率峰值都不小，顯示裝修材料在火場中的瞬間熱釋放率仍值得注意。. 42.

(52) 第五章結果與討論. 圖 5-3. tdθ(表面試驗)與△t(基材試驗)之相關性 tdθ(表面試驗)與△ t(基材試驗)之相關性. 250. y = 0.1637x + 50.552 R2 = 0.3587. △t(℃). 200 150 100 50 0 0. 200. 400 600 tdθ(℃ 分). 800. 1000. （本研究整理）. tdθ(表面試驗)與 THR(圓錐量熱儀試驗 50kW/m2)之相關性. 圖 5-4. 發熱性之相關性(表面試驗&圓錐試驗). 140. THR(50 kW/m2)(圓錐試驗). 120 100 80. 本研究案. 60. 中標局. 40. y=0.1638x+8.3981 R2=0.7528. 20 0 0. 100. 200. 300. 400. 500. 600. 700. 800. 900. tdθ ( ℃? 分 )(表面試驗). （本研究整理）. 43.

(53) 裝修材料國際調合防火性能基準與試驗方法之實驗研究. THR(30 kW/m2)(圓錐試驗). 圖 5-5. tdθ(表面試驗)與 THR(圓錐量熱儀試驗 30kW/m2)之相關性. 120 100 80. y = 0.1239x + 7.4726. 60. 2. R = 0.7512. 40 20 0 0. 200. 400. 600. 800. 1000. tdθ(℃? 分)(表面試驗) （本研究整理）. 第五節. 平均質量損失率( m& ′′ )之探討. 就平均質量損失率而言，四種試驗法以基材試驗之質量損失率最高，其餘依序為圓錐量熱儀試驗、牆面火焰側向延燒試驗、表面試驗 (表 5-4)。就受熱環境而言，由於基材試驗中試材每一個面皆均勻受熱，使得材料整體燃燒劇烈，而有較高的平均質量損失率。其餘三種試驗法都只探討試材表面之火害參數，而非整體材料本身，使得試材只有表面有焦黑炭化之現象，甚至許多試件在牆面火焰側向延燒試驗中皆沒有引燃，相對地質量損失率不高。由此可知我們難以由平均質量損失率來推估材料之防火性能（圖 5-6~圖 5-11）。. 44.

(54) 第五章結果與討論. 表 5-4. 試驗項目試體名稱紙面石膏板 12mm. 紙面石膏板 9mm. 矽酸鈣板. 耐燃合板. 普通合板. 木絲水泥板. 防火壁紙普通壁紙普通壁紙*2 防火壁布不處理防火壁紙普通壁紙普通壁紙*2 防火壁布不處理防火壁紙普通壁紙普通壁紙*2 防火壁布不處理防火壁紙普通壁紙普通壁紙*2 防火壁布防火塗料不處理防火壁紙普通壁紙普通壁紙*2 防火壁布防火塗料不處理防火壁紙普通壁紙普通壁紙*2 防火壁布. 各試驗法之平均質量損失率(g/s．㎡) （其中數據為三次試驗之平均）. 表面試驗. 基材試驗. 0.00531 3.5590 0.00466 4.3229 0.02984 6.37 0.00467 3.04 0.00438 3.11 0.00588 9.05 0.00602 2.67 0.00622 12.62 0.00588 5.8 0.00567 8.23 0.00233 13.4 0.00245 9.77 0.00252 7.78 0.00239 6.6 0.00229 5.16 0.01833 70.45 0.01745 67.99 0.0174 71.51 0.01908 65.09 0.0272 71.98 0.01738 61.23 0.01467 73.33 0.0202 60.33 0.02174 72.78 0.01566 71.86 0.03141 68.89 0.01809 77.31 0.00378 71.35 0.00353 77.41 0.03108 74.13 0.03069 78.19. 圓錐量熱儀試驗 50kW/m2 30 kW/m2 15 kW/m2 --2.335 ----2.0475 --3.068 ----2.652 ------------5.824 ------5.207 --5.996 ------5.446 ---------. LIFT. ------1.7935 1.544667 0.15658 ------------1.544 1.057 0.13871 ----0.14314 2.607 1.321 0.14435 ----0.1453 ------2.013 1.078 0.12997 ----------------------0.01828 ----0.08772 ----0.19435 4.165 --0.34811 ----------------0.05842 4.25 1.836 0.3711 ----0.4647 ----0.18234 ----0.26306 ------------4.537 2.584 0.35900 ----------0.19435 ----------0.08803. 45.