建築物外牆開口與鄰棟間隔大小對火災延燒之影響
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(2) 若消防能力亦因地震受到損失，更是徒增火災延燒之危險，進而使 建築單體火災發展至集團火災而形成所謂的「都市大火」。為防止 此等大火災的危害，有必要對造成防火建築物鄰棟延燒之外牆開口 與間距關係予以明確化。 本研究之目的，即希望透過蒐集國內外有關建築物延燒相關資 料、經由實體模型試驗探討經外牆開口之建築物間延燒火災行為、 以建立防止建築物擴大延燒有關法規研修（訂）基礎數據資料。. 1-2. 研究範圍 本研究針對建築物外牆開口與鄰棟間隔大小，在火災時建築物. 間延燒之影響進行探討，而主要研究範圍包括下列四個部份： 一、蒐集整理國內外之相關資料。 二、以學理及模型實驗分析，暸解火災特性。 三、推導建築物延燒之開口大小與間隔距離之關係。 四、分析實驗結果與學理推導，擬定防止建築物延燒之對策， 以為修法之參考。. 1-3. 研究方法與步驟 本 研 究 方 法 依 圖 1-1 之 流 程 所 示 步 驟 進 行 。. 3.
(3) 建築物外牆開口與鄰棟間隔 大小對火災延燒之探討. 相關文獻收集檢討. 模型實驗及火災 行為之探討. 災害因子的掌握並建立 火災延燒模式. 研擬防止建築物 延燒有關對策. 綜合檢討分析. 是否合理適當. 結論與建議. 提出研究結果. 圖 1-1. 研究計劃流程圖. 4.
(4) 第二章. 延燒火災行為探討. 一旦防火構造或防火建築物居室發生火災，火災於成長期無法 有 效 抑 制 ，而 進 入 火 災 之 最 盛 期「 全 面 燃 燒 」時（ 如 圖 2-1 所 示 ）， 此 時 室 內 溫 度 可 高 達 800℃ ∼ 1200℃【 1,2,3,4】， 而 若 建 築 物 之 燃 燒 速度未受到限制，即室內之可燃物量足夠且空氣供應充足時，其熱 分解所產生之可燃性氣體並非全部都在室內反應燃燒，而是有一部 份未反應之可燃性氣體向開口部外噴出，在外部燃燒發熱並形成火 焰 【 5】 ， 對 開 口 外 部 之 左 右 上 下 及 前 面 各 方 造 成 延 燒 之 影 響 。 而一般木造建築物發生燃燒時，除了防火構造或防火建築物居 室火災之影響外，由於木造建築物之外牆、屋頂、門、窗等為可燃 性 材 料 ， 其 燃 燒 形 態 是 整 棟 全 面 燃 燒 炎 上 【 6】， 燃 燒 區 域 面 積 較 防 火者為大，所帶來的火災破壞力相對較危險，且在風勢的助長下， 更有可能因而發生飛火現象。. 棟間延燒類型. 2-1. 防火建築物、防火構造物或木造建築物間之延燒，一般而言， 不外乎飛火、接焰與輻射熱等三種原因，而接焰與輻射熱二者常是 相互作用，同時發展進行的，尤其是近距離之延燒，火焰接觸造成 之加熱與輻射熱，幾乎是同時作用的；距離稍大者，則是輻射熱先 行加熱，木質材料等可燃性材料之溫度昇高到一定點之後，一旦火 焰前端接觸時，瞬間即行引火；若距離更遠者，則受輻射加熱或未 受輻射加熱之木質材料，皆可能接觸飛散之火星而引發火災，若木 質材料等可燃性材料承受大量之輻射熱時，亦可能無焰著火而造成 自 然 起 焰 【 7】 。. 2-1-1. 飛火. 5.
(5) 一般木造建築物發生燃燒，且在風勢較強勁情況時，下風火星 會隨著風或熱氣流向天空飛舞著，一旦掉落在附近一帶之建築物 上，便有可能引起飛火火災，因而可能造成延燒擴大或形成都市大 火。此種飛火乃火粉附著於木質材料等可燃性材料之各種媒介物上 所 引 起 的 （ 如 表 2-1 所 示 ） ， 以 下 對 飛 火 之 特 性 詳 加 以 介 紹 。 （一）飛火之發生 飛火之發生，除了風速外，並視火場燃燒火勢之強弱而定。普 通防火構造物或防火建築物之燃燒，未必會發生飛火現象，但大型 木 造 建 築 物 劇 烈 燃 燒 時，飛 火 發 生 之 可 能 性，必 然 大 增。一 般 而 言 ， 火勢到達相當程度之焚燒狀態時，即有發生飛火之危險性。至於飛 火 之 發 生 率 與 風 速 之 關 係 ， 亦 成 正 比 ， 自 風 速 5m/sec 開 始 ， 風 速 愈 大 ， 火 場 之 燃 燒 愈 猛 烈 ， 其 發 生 之 必 然 性 也 愈 大 （ 如 圖 2-2 所 示 ） 【 8】 。 1976 年 日 本 酒 田 發 生 都 市 大 火 （ 如 圖 2-3 所 示 ） ， 火 災 初 期 延 燒至鄰接之大沼百貨公司，由於此大樓火災發生了多數的飛火而成 為 都 市 延 燒 的 媒 介 【 9】 。 （二）飛火之距離 飛火與風之關係及其到底可以到達多遠之距離﹐對於此一問 題 ， 歷 年 來 有 兩 種 看 法 【 10】 。 其 一 風 速 愈 大 ， 飛 火 距 離 愈 近 。 其 二為風速愈大，飛火距離愈遠。而依據失島安雄氏之調查，發現風 速 愈 大 ， 飛 火 距 離 亦 愈 增 加 ， 但 風 速 若 超 過 16m/sec 以 上 時 ， 距 離 反 而 會 減 少。故 當 風 速 在 16m/sec 以 下 者，風 速 與 飛 火 距 離 成 正 比 ， 而 風 速 超 過 16m/sec 以 上 時 ， 則 成 反 比 。 問 題 是 火 災 現 場 風 速 並 非 一直保持一定，當風速減弱時，飛火即有可能飛往較遠處。若從消 防及防火研究之立場來看，則以第二種說法比較穩當。 在 都 市 大 火 的 例 子 中 ， 日 本 富 山 縣 火 災 （ 1944 年 ） 在 平 均 風 速 13m/sec 以 下 時 ， 曾 寫 下 2750m 的 最 大 飛 火 距 離 ， 由 此 可 見 飛 火 之. 6.
(6) 涵蓋範圍是非常寬廣的。當然飛火到達的距離除風速外，也會因上 升 氣 流 的 傾 斜 角 及 星 火 的 性 質 、 粒 徑 而 異 （ 如 圖 2-4 所 示 ） 【 8】 。 （三）飛火星之類別 依 日 本 學 者 龜 井 幸 次 郎 之 研 究 【 11 】 ， 飛 火 星 之 種 類 約 有 下 列 數種： 一、火花及粉狀火星 二、棒狀火星 三、葉狀火星 四、板狀火星 五、加熱之鐵皮 六、塊狀火星 七、其他著火物. 2-1-2. 接焰. 「接焰」之意為燃燒建築物之火焰接觸到鄰棟建築物，因而產 生鄰棟間之延燒。無論木造建築物間或防火建築物間之接焰延燒原 因，不外乎建築間之防火間隔過窄，或是建築物本身之燃燒狀態過 於劇烈而引起的。 木造建築物一旦側壁上端或屋頂燒透，燃燒狀態即達火災最盛 期，此時屋頂、牆壁、柱子及樑等會因此傾斜、燒落或倒塌，處處 燃燒的掉落物或燃燒建築物本身，隨時可能會與鄰棟建築物之可燃 部分發生接焰燃燒，另即使無燃燒物掉落，木造建築物之火勢燃燒 炎上及在強風的助長下，也有可能形成傾焰流與鄰棟建築物可燃部 分發生接焰現象。故木造建築物之接焰延燒支配因子為，建築物內 之可燃物及建築物本身（外牆及屋頂）。 防火建築物或防火構造物居室燃燒時，其發生接焰的途徑對防 火造者雙方而言，儘只有外牆開口部一途而已，其外牆開口部噴出. 7.
(7) 之火焰距離高低遠近，大致受限於火災室內之可燃物量多寡、可燃 物 擺 設 位 置 、 及 外 牆 開 口 部 大 小 等 支 配 因 素 【 12】 。. 2-1-3. 輻射熱. 小規模之建築物火災，其延燒之主因為接焰，而大火災時之延 燒主因為輻射熱。木造建築物、外壁防火的木造建築物或防火造建 築物等燃燒時產生輻射熱之方式過程不同，當達到火災最盛期，木 造建築物燃燒炎上，此時之加害輻射熱為最大值，加害輻射源之考 量 為（ 一 壁 面 面 積 ＋ 一 方 屋 頂 面 噴 出 之 火 焰 面 積 ），如 圖 2-5 所 示 。 外壁防火的木造建築物，當其達到火災最盛期時，其加害輻射源之 考量為（一壁面開口部總面積＋一方屋頂面噴出之火焰面積＋一壁 面 之 弱 輻 射 熱 面 積 ） ， 如 圖 2-6 所 示 。 防 火 造 建 築 物 之 最 大 加 害 輻 射源考量為（一壁面開口部總面積＋一壁面外牆開口部噴出之火焰 面 積 ） ， 如 圖 2-7 所 示 【 8】 。 當木造或防火造等建築物延燒的區域愈廣時，則會形成街廓火 災，此種大火災時，金字塔形的火焰四處林立，產生之加害輻射熱 非 常 大。假 使 火 災 持 續 時 間 愈 長，對 面 向 區 域 之 受 害 輻 射 熱 量 愈 大 ， 進而導致更遠距離的輻射熱延燒。 此種類型延燒與否之判定，在於相向之可燃建築物受熱是否超 過造成起火燃燒的容許輻射受熱量，在防火造建築物與木造建築物 而 言 稍 有 不 同。防 火 造 者，若 外 壁 之 受 熱 程 度 達 到 260℃ 或 輻 射 熱 達 到 1.0w/㎝. 2. 以上時，不見得會產生危險，但外壁與內壁木材等可燃. 材料接觸點之溫度，達到上述之量時，即有起火燃燒之可能；而一 般木造者、外壁或開口部為木質材料等可燃材料時，則表面溫度達 到 260℃ 或 輻 射 熱 達 到 1.0w/㎝. 2-2. 2. 以 上 時，即 有 延 燒 之 危 險【 7,41】。. 影響棟間延燒之相關法令. 8.
(8) 2-2-1. 國內. （ 一 ） 外 牆 開 口 限 制 【 13,14,15】 建 築 物 外 牆 開 設 門 窗、開 口、廢 氣 排 出 口 或 陽 台，依 左 列 規 定 ： 一、門窗之開啟均不得妨礙公共交通。 二、緊接鄰地之外牆不得向鄰地方向開設門窗、開口及設置陽 台，但外牆或陽台外緣距離境界線之水平距離達 1 公尺以 上時，或以不能透視之固定玻璃磚砌築者不在此限。 三、同一基地內各棟建築物間或一棟建築物內相對部份之牆開 設門窗、開口或陽台，其相對的水平淨距離應在 2 公尺以 上；儘一面開設者，其水平淨距離應在 1 公尺以上。但以 不能透視之固定玻璃磚砌築者，不在此限。 四、向鄰地或鄰幢建築物，或同一幢建築物內之相對部份，裝 設廢氣排出口，其距離境界線或相對之水平淨距離應在 2 公尺以上。 （ 二 ） 防 火 間 隔 【 13,14,15】 一、防火構造建築物之防火間隔： 防火構造建築物，除基地二面以上臨接寬度 4 公尺以上之道路 或臨接深度 4 公尺以上永久性空地者外，依下列規定： 1. 建 築 物 應 自 基 地 後 側 面 之 境 界 線 退 縮 淨 寬 1.5 公 尺 以 上 之 空 地 為 防 火 間 隔。防 火 間 隔 並 應 配 合 依 本 編 第 九 十 條 規 定 留 設 出 入 口及通路。 2. 市 地 重 劃 地 區 ，應 由 直 轄 市、縣（ 市 ）政 府 規 定 整 體 性 防 火 間 隔，其淨寬應在 3 公尺以上，並應接通道路。 3. 同 一 基 地 內 有 二 幢 以 上 建 築 物，每 幢 建 築 物 之 背 面 或 側 面 適 用 第二款規定。 二、非防火構造建築物之防火間隔：. 9.
(9) 非防火構造建築物，除臨接建築線部份外，建築物應自基地各 側 境 界 線（ 後 側 及 兩 側 ）退 縮 淨 寬 2.5 公 尺 以 上 之 空 地 為 防 火 間 隔 。 三、防火間隔特別規定： 防火間隔之淨寬度，直轄市、縣（市）政府認為有必要者，得 視實際情形，報經中央主管建築機關核可加寬並公告之。 （ 三 ） 建 築 技 術 規 則 相 關 規 定 【 16】 現行建築技術規則，有關防止擴大延燒至鄰棟建築物方面之規 定 極 為 不 完 備 ， 僅 僅 規 定 屋 頂 為 不 燃 材 料 所 建 造 （ 規 則 64） 、 防 火 建 築 物 之 外 牆 為 防 火 牆 （ 規 則 1-28， 77） 及 規 定 防 火 區 內 高 度 在 3 公尺以上或屋頂上之廣告牌（塔）、裝飾物（塔），其主要部份應 使用不燃材料。至於其他構造是否需要具備防止鄰棟延燒之防火性 能，並無具體之規定（防火門窗）。. 2-2-2. 國外. 一、關於側壁之高度，我國建築法規中絲毫未曾提及，但日本 建 築 法 規 上 規 定 至 少 需 有 90 ㎝ 以 上 之 高 度 。 二、依日本建築基準法，該國規定屋頂必需採用不燃材料所建 造，耐火建築物之外牆為防火牆，開口部必需設置防火門 窗，該國構造建築物凡是距離境界線或同一基地內與他棟 建築物間中心線在一樓部份 3 公尺、兩樓以上部份 5 公尺 所涵蓋之範圍內有建築物部份即應採取防火構造性能之外 牆 ， 開 口 部 份 應 設 防 火 門 窗 【 16,17,18】 。. 2-3. 台灣地區可能產生之棟間延燒類型 一般建築物棟間之延燒類型，不外乎飛火、接焰及輻射熱等三. 種，然 而 台 灣 地 區 除 在 光 復 初 期，有 為 數 不 少 的 違 章 木 造 建 築 物 外 ， 隨 著 都 市 發 展，更 新 建 築 材 料，近 年 來 台 灣 地 區 建 築 物 之 結 構 形 態 ， 已經逐漸轉變為耐火建築物情況下，飛火是較不可能在台灣地區發 10.
(10) 生的，若有延燒之虞應屬接焰情形與輻射形態。 以下就台灣地區之接焰與輻射熱對鄰棟延燒之可能性與否加以 分析： （一）接焰 防火構造或防火建築物居室燃燒，其發生接焰的途徑只有外牆 開口部一途，以下就外牆開口部大小、噴出火焰行為與鄰棟間隔之 關係作一檢討。 根 據 圖 2-8 得 知【 19】，防 火 建 築 物 或 防 火 構 造 物 居 室 燃 燒 時 ， 由外牆開口部噴出火焰之軌跡在開口部形狀為正方形時，噴出火焰 之外緣離開口部最遠，發生接焰之可能性最大，而此條件下噴出之 火 焰 和 建 築 物 外 牆 開 口 部 之 橫 向 距 離 比 最 大 約 為 0.8，其 火 焰 可 能 高 度 軌 跡 與 開 口 部 高 度 比 約 為 3.5。 即 假 設 有 一 開 口 部 大 小 為 2m×2m 時 ， 噴 出 火 焰 高 度 （ 從 1/2 窗 戶 高 度 ）此 時 若 為 7m，其 橫 向 火 焰 距 離 不 超 過 1.6m。如 果 以 計 算 的 方 法 ， 使 用 Yokoi、 Jannson-Onnermark、 與 Thomas-Law【 20】 之 計 算 方 法 ， 採 取 最 保 守 的 Thomas-Law 方 式 ， 得 知 在 開 口 部 為 2m×2m 時 ， 火 焰 高 度 6m 還 不 到 。 即 使 以 Law 在 自 然 換 氣 情 況 下 計 算 ， 其 橫 向 距 離 也 是 不 到 1.8m，故 以 國 內 建 築 法 規 來 論，規 定 1m 距 離 內 兩 棟 建 築 物 間 不 准 開 窗，1m~2m 之 距 離 只 准 單 側（ 單 棟 ）開 窗，2m 以 上 距 離 才 准 兩 側（ 兩 棟）開窗之情形看來，接焰情形的延燒在台灣地區是較不可能會發 生的。 （二）輻射熱 台 灣 地 區 位 於 太 平 洋 地 震 帶 上 【 21,22】 ， 地 震 頻 率 自 然 相 當 頻 繁，且隨著民眾用火形態的改變，瓦斯、電氣產品、汽油等易燃物 品到處充斥，一旦發生大型地震時，極可能會產生同時多發性建築 物 居 室 火 災 【 23 】 。 這 些 獨 立 的 居 室 火 災 燃 燒 ， 其 外 牆 開 口 部 及 噴. 11.
(11) 出火焰之加害輻射熱，會連合成為一大面積的加害輻射熱源，有可 能造成獨立居室輻射熱原本不會延燒到的地方發生燃燒，尤其在台 灣地區，建築生態為高密度集中形態狀況，且多數防火巷被違規佔 用，是更加有可能由單體火災演變成為都市大火的。. 輻射延燒機制. 2-4 2-4-1. 輻射傳熱原理. 火災時火焰所呈之顏色，主要係浮游於火焰之火粉以及碳素微 粒子放射之結果，而火焰所產生之輻射熱，亦是由於這些物質熱放 射之結果。輻射熱即是指自一有限溫度之物質放射出能量的熱傳過 程，它 本 身 具 有 電 磁 波 的 特 性，所 以 它 的 熱 量 傳 遞 不 須 經 過 界 質 的 。 依 據 近 代 物 理 或 物 理 學，一 個 理 想 的 放 射 物 體 俗 稱 黑 體（ Blackbody） 輻 射 放 射 能 ， 可 以 由 史 帝 芬 -波 玆 曼 定 律 （ Stefan-Boltaman Law） 來 表 示 【 24,25,26】 ： q“=σ ×Ts 4 q“： 表 示 黑 體 之 放 射 能 量 （ W/cm 2 ） σ ： 史 帝 芬 -波 玆 曼 常 數 （ =5.67×10 - 1 2 W/cm 2 k 4 ） Ts： 物 體 之 絕 對 溫 度 （ K） 然而，大部分的物體並非是理想的放射物體，在此種情形下： q“=ε ×σ ×Ts 4 ε ： 為 物 體 表 面 材 質 的 輻 射 性 質 ， 稱 之 為 放 射 率 【 27,28】 。 由以上式子可以得知，絕對溫度的四次方和輻射熱間成比例關 係。. 2-4-2. 輻射放熱面積分析. 此所謂的輻射放熱面積，是指防火建築物開口部及噴出火焰面 積所構成的區域，而開口部尺寸為已知條件可以掌握，故開口部噴 12.
(12) 出之火焰是為探討的對象。 影 響 噴 出 火 焰 之 因 子 如 下 【 5,29,30】 ： 一、火災室之型態（區劃之形狀、尺寸） 二、開口部之形狀、尺寸 三、區劃周壁之熱性質 四、室內可燃物之種類、量、配置形態 五、風速及風向 以 下 將 噴 出 火 焰 之 面 積 分 成 寬 度、高 度 及 形 狀 三 部 份 進 行 討 論。 （一）噴出火焰之寬度 （ 1） Margaret Law 根 據 Law 之 研 究 中 指 出 【 31】 ， 在 自 然 換 氣 （ Natural draft） 及 強 制 換 氣 （ Forced draft） 情 況 下 ， 如 圖 2-9 所 示 ， 其 噴 出 火 焰 之 寬 度不盡相同，以下對其說明之。 一 、 自 然 換 氣 （ Natural draft） 在此種通風狀況下，火焰之寬度幾乎等於開口部之寬度，開口 部 之 尺 寸 為 w＜ 0.8h 且 上 方 有 牆 壁 或 開 口 部 上 方 無 牆 壁 時 ， 噴 出 火 焰之水平向軌跡最易受風力之左右，但其火焰和牆壁間之角度最多 不 會 超 過 45 o ； 一 般 建 築 物 之 燃 燒 為 此 種 形 式 。 二 、 強 制 換 氣 （ Forced draft） 強制換氣之情況下，火焰寬度之變化與火焰尾端距開口部之遠 近 成 線 性 關 係，火 焰 離 開 口 部 越 遠 之 寬 度 越 大，其 火 焰 軌 跡 如 圖 2-9 所示。此種燃燒形式在一般的住宅是較不會發生的，但為了保守起 見，參考此種情形。 噴 出 火 焰 最 大 寬 度 為 Wz（ ft） Wz=W+0.4x， x=0.077×(u 2 /h) 0 . 2 2 ×(z+h) u=180ft/min. 13.
(13) （ 2） 建 設 省 建 築 研 究 所 【 32】 根 據 日 本 建 設 省 建 築 研 究 所 之 研 究 指 出 ， 當 火 災 荷 重 在 5kg/m 2 以 下 時 ， 噴 出 火 焰 之 寬 度 會 呈 15°左 右 之 擺 幅 （ 如 圖 2-10 所 示 ） 。 而此種情形是較不可能發生的，因為根據調查統計，一般醫院及旅 社 之 火 災 荷 重 約 為 15kg/m 2 ， 學 校 及 共 同 住 宅 約 為 25kg/m 2 ， 辦 公 室 及 店 舖 約 為 40kg/m 2 【 33】 。 （二）噴出火焰之高度 火焰高度受燃燒速率控制，而燃燒速率又受室內火災荷重支配 與 開 口 因 子 （ A×h 0 . 5 ） 控 制 ， 如 圖 2-11 所 示 【 20】 ， 可 由 Yokoi、 Jannson-Onnermark、 與 Thomas-Law 之 研 究 中 找 出 其 關 係 。 （ 1） Yokoi A=開 口 面 積 (m 2 ) H=開 口 高 度 （ m） 熱分解速度之上限： Vmax=6×A×H 1 / 2. (A×H 1 / 2 ＜ 3.5) (kg/min). Vmax=15+1.7×A×H 1 / 2. (A×H 1 / 2 ≥3.5) (kg/min). 熱分解速度之下限： Vmin=6+1.2×A×H 1 / 2. (kg/min). 線熱源之假定： Q=(Vmax-Vmin)×H/A/2×315. (kw/m). 噴出火焰高： Z=0.026×Q 3 / 2 － H/2. (m). （ 2） Jannson-Onnermark Z=α×(∆R)/(A×H 1 / 2 ) R=6×A×H 1 / 2 R 1 =C 1 ×Ag＋ C 2 ×A×H 1 / 2 ∆R： R-R 1 （ 如 圖 2-12 所 示 ）. 14.
(14) Z： 火 焰 高 度 （ m） α： 實 驗 係 數 ， 0.7 R： 燃 燒 速 度 （ kg/min） R 1 ： 閃 燃 時 之 燃 燒 速 度 （ kg/min） C 1 ： 與 室 內 裝 修 材 料 有 關 ， 一 般 混 凝 土 為 0.27， 輕 質 混 凝 土 為 0.18， 一 般 計 算 取 0.25。 Ag： 樓 地 板 面 積 （ m 2 ） C 2 ： 1.25； 試 驗 係 數 （ 3） Thomas-Law Z+H=18.6×(R/W) 2 / 3 R=5.5×A×H 1 / 2 Z： 火 焰 高 度 （ m） H： 開 口 部 高 度 （ m） R： 燃 燒 速 度 （ kg/sec） W： 開 口 部 寬 度 （ m） 比較各種不同的火焰高度計算法之差異，假設條件一樣，樓板 面 積 為 15m 2 ， 房 間 內 之 表 面 為 混 凝 土 （ C 1 =0.27） ， C 2 為 1.25， 開 口 高 為 H=1.3m，寬 度 為 0.65m、1.5m、3.0m，所 以 AH 1 / 2 為 1.2 m 5 / 2 、 2.2 m 5 / 2、4.5m 5 / 2；結 果 發 現 各 種 算 法 之 噴 出 火 焰 高 度（ z）差 異 很 大 ， 其 中 以 Thomas-Law 之 算 法 之 值 最 大 （ 如 表 2-2 所 示 ） 。 （三）噴出火焰之形狀 火焰形狀可謂千變萬化，其焰形受很多條件影響，諸如風、火 災 荷 重 等 ， 但 大 至 上 焰 形 還 是 有 其 一 定 的 軌 跡 可 尋 ， 根 據 Law 之 研 究 中 指 出 火 焰 形 狀 為 類 似 蓮 花 狀 （ 如 圖 2-13 所 示 ） ， 而 從 實 際 拍 攝 到的照片中可以觀察到，火焰之形狀也有些許類似蓮花狀（如圖 2-14,2-15 所 示 ） ， 兩 者 都 屬 於 火 焰 尾 端 較 小 而 源 頭 較 寬 之 形 狀 。. 2-4-3. 輻射放熱與火焰溫度關係 15.
(15) 可燃物如獲得充分之氧氣供應，且氣體與空氣混合而完全燃燒 時 ， 其 火 焰 之 溫 度 依 據 計 算 應 可 以 達 到 2000℃ 以 上 之 高 溫 ， 惟 呈 現 此溫度之氣體濃度範圍甚小，故在空氣中可得之最高溫度大約為 1200℃ ∼ 1300℃ ， 而 實 際 上 一 般 的 火 災 室 達 到 全 盛 期 時 ， 其 火 災 室 之 平 均 溫 度 又 較 低 ，只 能 將 溫 度 維 持 在 800℃ ∼ 1200℃ 左 右【 34】。 根 據 Yokoi、 Segil、 Thomas、 Butcher-Pamell（ 如 圖 2-16 所 示 ） 之 研 究 及 建 設 省 建 築 研 究 所 之 熱 映 像 圖 得 知 （ 如 圖 2-17 所 示 ） 【 35 】 ， 開 口 噴 出 火 焰 之 溫 度 之 量 測 平 均 約 在 500 ℃ ∼ 600 ℃ 之 間 【 36】 ， 在 熱 映 像 圖 中 （ 如 圖 2-18 所 示 ） 【 44】 ， 從 側 面 可 清 楚 看 出 其 火 焰 溫 度 之 分 布 ， 最 低 溫 度 約 為 26℃ ， 最 高 溫 度 約 在 430℃ 左 右 。 Jannson-Onnermark 之 研 究 中 並 指 出 ， 開 口 部 上 緣 之 下 方 10 ㎝ 處 之 溫 度 最 高 約 為 850℃ （ 如 圖 2-19 所 示 ） 。 依據上述種種之值及熱映像圖，火焰在開口部範圍近距離內之 溫度應與火災室之溫度相差無幾，至於在開口部以上之火焰溫度應 如 圖 2-18 所 示 之 溫 度 分 布 情 況；以 此 為 理 論 基 礎，依 造 Law 對 火 焰 溫 度 之 推 估 公 式 （ 1） ， 最 低 溫 度 取 430℃ ， 最 高 溫 取 為 850℃ ， 得 出 噴 出 火 焰 面 之 平 均 溫 度 約 在 705℃ 左 右 。 T z 4 ＝ （ T 0 4 ＋ T x 4 ） /2……………………（ 1） T z 4 ＝ （ （ 850＋ 270） 4 ＋ （ 430＋ 270） 4 ） /2 T z ＝ 705＋ 270 Tz： 平 均 溫 度 （ 絕 對 溫 度 ） T0： 最 低 溫 度 （ 絕 對 溫 度 ） Tx： 最 高 溫 度 （ 絕 對 溫 度 ） 本 研 究 採 取 上 述 之 值，將 705℃ 作 為 輻 射 熱 計 算 之 條 件，應 是 合 理且保守的，以下以各種方式計算輻射熱： （ 1） 史 帝 芬 -波 玆 曼 定 律 q“=ε ×σ ×Ts 4. 16.
(16) 將 各 已 知 條 件 帶 入 ， 火 焰 之 ε 取 最 大 為 1.0 ， σ 為 5.67 × 10 - 1 2 W/cm 2 k 4 ， Ts 為 （ 705+273） 。 q”=1.0×5.67×10 - 1 2 ×(705+273) 4 =5.19W/cm 2 （ 2） Butcher-Pamell 從 其 研 究 中 得 到 溫 度 在 1100℃ 時 ， 其 輻 射 熱 為 16.8 W/cm 2 ， 由 史 帝 芬 -波 玆 曼 定 律 可 以 得 知 ， 絕 對 溫 度 的 四 次 方 和 輻 射 熱 間 成 比 例 關 係 ， 故 可 以 求 出 在 705℃ 時 之 輻 射 熱 。 16.8： (1100+273) 4 =q”： (705+273) 4 q”=4.34W/cm 2 由 以 上 以 推 估 結 果 得 知，輻 射 熱 在 溫 度 為 705℃ 時 之 最 大 值 約 為 5.19W/cm 2 ， 另 外 根 據 Oleszkiewicz 近 距 離 所 量 測 之 平 均 值 約 為 5W/cm 2 左 右（ 如 圖 2-20 所 示 ）【 37】；如 此 看 來 理 論 與 實 際 兩 者 之 間 的 值 頗 能 吻 合，但 有 其 他 學 者 如 Yokoi，對 木 造 建 築 物 輻 射 熱 之 假 設 卻 為 10w/cm 2【 38】，兩 者 間 之 值 差 異 相 當 大，故 應 該 以 試 驗 找 出 最適當之值以為理論推估。. 2-4-4. 輻射受（傳）熱與距離之關係. 輻射熱係與火焰面之大小，時間之長短而產生距離之差異，火 焰面積愈大，火災時間愈長，輻射熱到達之距離愈遠，最遠更可到 達 100m 以 上 。 根 據 橫 田 金 一 郎 對 新 舊 木 材 之 研 究 【 39】 ， 新 材 較 舊 材 難 以 燃 燒，須 連 續 8 分 鐘 提 供 以 7000kcal/m 2 h 之 輻 射 熱 量 才 能 使 新 材 著 火， 舊 材 需 要 4000kcal/m 2 h。 本 研 究 以 8547kcal/m 2 h（ 1W/cm 2 ） 作 為 瞬 間能使木質材料等可燃物著火之輻射強度，並配合前面的輻射源熱 量 可 能 之 值 約 為 5W/cm 2 ， 與 估 算 的 輻 射 源 面 積 ， 以 形 態 係 數 之 值 最 大 不 得 超 過 0.2 之 條 件 下，即 可 找 出 形 態 係 數 和 距 離 間 之 幾 何 關 係 ，. 17.
(17) 進以決定任一點所承受之輻射熱。 觀 察 公 式 （ 2） 得 知 ， 距 離 和 形 態 係 數 成 反 比 ， 最 大 受 熱 點 在 輻 射 面 積 之 中 心 線 上 ， 故 可 將 公 式 （ 2） 轉 換 成 公 式 （ 3） 。 輻 射 源 對 任 一 距 離 之 形 態 係 數 計 算 公 式 （ 如 圖 2-21 所 示 ） ：. F = ∑ fi fi = g ( ∆y + Di , ∆z + Hi )− g ( ∆y + Di , ∆z )− g ( ∆y , ∆z + Hi )+ g ( ∆y , ∆z ) a b b × tan −1 + × tan −1 2 2 2 2 2 2 c + a c +a c +b c = ∆x = x − x 0 , ∆y = y − y 0 , ∆z = z − z 0. g ( a ,b ) =. 1 2π. a 2 + b 2 . a. （ 2） 公 式（ 3）， 輻 射 源 對 任 一 距 離 之 最 大 形 態 係 數 計 算 ， 如 圖 2-22 所 示 【 40,41,42】 ：. a =W / 2 b = H /2 X = a/c Y = b /c F = 4.0 ×. 1 X 2π 1 + X. 2. × tan −1 (. Y 1+ X. 2. )+. Y 1 +Y. 2. × tan −1 (. X 1 +Y. 2. ) . （ 5） F： 形 態 係 數 （ 無 次 元 ） W： 輻 射 源 寬 度 （ m） H： 輻 射 源 高 度 （ m） X： 受 熱 點 至 輻 射 源 之 距 離 （ m） 另 外 由 NFPA 之 研 究 中（ 如 圖 2-23）【 43】， 也 可 得 知 開 口 率 、 開 口 部 形 狀 比（ W/H,H/W）以 及 和 延 燒 危 險 度（ 火 載 量 ）成 正 比（ 如 表 2-3 所 示 ），且 與 鄰 棟 之 間 隔 距 離 成 正 比，如 公 式（ 4）所 示；NFPA. 18.
(18) 之研究儘針對個別獨立開口之延燒，鄰棟間相互之間隔配置問題討 論，對有高度或整排之建築物較難以歸納出整體結果，故本研究之 分 析 採 用 公 式 （ 2） 。 d＝ F×N＋ 5. （ 4）. d： 建 築 物 間 相 互 之 間 隔 （ ft） F： W 或 H 之 較 小 值 （ ft） N： 表 3-2 中 之 指 標 W： 火 災 室 之 內 壁 寬 度 H： 火 災 室 之 內 壁 高 度. 19.
(19) 表 2-1. 飛火形成木造建築物之著火部位與件數百分比. 表 2-2. 不同火焰高度計算法之結果. 20.
(20) 表 2-3. 形 狀 比 與 開 口 率 之 指 標 （ N） 對 照 表. 21.
(21) 圖 2-1. 火災成長溫度與時間關係示意圖. 圖 2-2. 飛火件數與風速的關係圖. 22.
(22) 圖 2-3. 圖 2-4. 日本酒田大火之概況. 飛火星火粒徑等高線例. 23.
(23) 圖 2-5. 圖 2-6. 木造建築物輻射源面積計算示意圖. 外壁防火的木造建築物輻射源面積計算示意圖. 24.
(24) 圖 2-7. 圖 2-8. 防火造建築物輻射源面積計算示意圖. 開口形狀與噴出火焰軌跡之關係圖. 25.
(25) 圖 2-9. 強 制 換 氣 與 自 然 換 氣 下 之 噴 出 火 焰 軌 跡 圖 ----Law. 圖 2-10. 火 焰 軌 跡 圖 ----建 設 省. 26.
(26) 圖 2-11. 燃燒速度、開口因子及火焰高度關係圖. 圖 2-12. ∆R--AH 1 / 2 關 係 圖. 27.
(27) 圖 2-13. 圖 2-14. 火 焰 形 狀 ----Law. 火 焰 形 狀 ----建 設 省 實 際 照 片. 28.
(28) 圖 2-15. 火 焰 形 狀 ----建 設 省 實 際 照 片. 圖 2-16. 噴出火焰溫度示意圖. 29.
(29) 圖 2-17. 熱映像圖. 圖 2-18. 熱映像圖. 30.
(30) 圖 2-19. 開 口 上 方 下 緣 10 ㎝ 處 之 溫 度. 圖 2-20. 輻射熱及熱對流關係圖. 31.
(31) 圖 2-21. 示意圖. 圖 2-22. 示意圖. 32.
(32) 圖 2-23. 33. 示意圖.
(33) 第三章. 實體模型火災模擬試驗. 試驗的意義. 3-1. 由 國 外 一 些 研 究 得 知【 28,37,38,44】，火 災 時 外 牆 開 口 噴 出 火 焰 之輻射熱及火焰高度分析，方向大都是偏倚在分析單獨開口近距離 範圍內之輻射熱，再者對火災室之火載量及外牆開口部之組合一直 無明確的結論。 本試驗主要目的在於，以實體模型模擬居室火災行為，並配合 以適當變化的火載量、開口部以及火災室，分析外牆開口所產生之 輻射熱，進而就棟間間隔距離大小關係，探討延燒火災行為。. 試驗計劃. 3-2. 本研究為求試驗結果能應用於實際狀況，特利用鋼筋混凝土構 造之全尺寸兩層樓實體模型，模擬各用途防火建築物發生火災之情 形，進行火災行為之探討。研究主要內容包含下列幾點： 一 、 探 討 相 同 火 災 荷 重 下，不 同 開 口 部 條 件 射 熱 和 距 離 之 關 係。 二、探討相同開口部條件下，不同火災荷重之輻射熱和距離之 關係。 三、探 討 一 層 樓 單 獨 燃 燒 與 兩 層 樓 一 起 燃 燒 間 之 火 災 行 為 關 係。 四、分析各種開口部以及各種火災荷重組合之火焰行為。. 試驗方法. 3-3. 本研究係探討各種開口條件和不同的火災荷重所產生之火焰行 為，及輻射熱和距離之關係。. 3-3-1. 試驗變數之選定 34.
(34) 試驗變數之考慮係採一般建築物開口部常見之尺寸規格，及最 危險的開口形態，並對不同使用形態之建築物，如商店、醫院、辦 公室、學校、一般住家等各種不同的火載量進行探討，以期研究結 果能對建築物開口及安全間隔距離提供明確的建議。試驗變數內容 分 述 如 下 ， 如 表 3-1 所 示 ： （一）開口部 本研究係探討開口部大小對鄰棟延燒之影響，故利用全尺寸實 體模型來探討各種開口所產生之火焰行為，並分析其試驗結果，對 開口大小之限制提供明確的建議。故開口條件之選擇，注重的是要 符合國內大多數建築物的形態，及其引發之危險性較大者，開口變 數之選擇如下： 一 、 1.70m（ 寬 ） ×1.70m（ 高 ） ， 離 地 板 面 1670 ㎝ ； 一 般 窗 戶 或 開 口 一 般 約 在 1.70m 左 右 ， 且 由 文 獻 中 正 方 形 的 開 口 其 噴出火焰的軌跡最遠，故此種形狀之開口在一定的面積下 應是最危險的。另外將開口部設置於火災室之最上端，如 此其噴出之火焰高度最高。 二 、 1.70m（ 高 ） ×3.40m（ 寬 ） ， 離 地 板 面 1670 ㎝ ； 此 種 開 口 形態也是較常見的，故在此探討全面開口之後果。另外將 開口部設置於火災室之最上端，如此其噴出之火焰高度最 高。 依實際觀察及本試驗是兩層樓實體模型，因此試驗變數在一樓 和二樓都設為相同。 （二）火載量 由於各類用途建築物內部之可燃物不盡相同，以前建築物之火 災行為檢討，通常將實際火災室中之裝修材料、地板材料、床（床 墊）、傢俱等固定之可燃物，與書籍畫冊、衣物等收納類移動性可 燃物換算成同等發熱量之木材，並除以火災室之地板面積，視為火. 35.
(35) 載 量 ， 可 以 kg/m 2 表 示 之 。 由於世界各國大多以此作為火災時間長短或建築物因火災受熱 產生影響的重要指標，且火載量著實影響火焰行為，因此為了模擬 各類用途之建築物及配合實際應用，將火災荷重列為試驗變數，變 數之選擇如下： 一 、 40kg/m 2 ； 事 務 所 及 店 舖 等 之 火 災 荷 重 經 調 查 及 統 計 分 析 平 均為此量。 二 、 25kg/m 2 ； 學 校 及 集 合 住 宅 等 之 火 災 荷 重 經 調 查 及 統 計 分 析 平均為此量。 三 、 15kg/m 2 ； 醫 院 及 旅 社 等 之 火 災 荷 重 經 調 查 及 統 計 分 析 平 均 為此量。. 3-3-2. 試驗流程. 本研究之兩層樓實體模型的工程浩大且建造工期很長，故首先 在模型建造期間進行火載量材料、熱偶線、發電機及電腦儀器配備 等準備，其次再進行最主要之實體模型火災模擬試驗。試驗之整體 架 構 流 程 ， 如 圖 3-1 所 示 。. 3-3-3. 火載量用木材. 本研究係利用國內易取得、量足且重量均勻之黃柳安木角材， 作為火載量。試驗中係利用烘乾過的黃柳安木，依火災室之地板面 積（ 2.50m×3.28m）， 將 火 災 荷 重 換 算 成 等 值 之 木 材 重 量 ， 換 算 結 果 為 火 災 荷 重 40 ㎏ /m 2 可 以 用 328 ㎏ 之 木 材 替 代 、 25 ㎏ /m 2 為 205 ㎏ 木 材 替 代 、 15 ㎏ /m 2 為 123 ㎏ 木 材 替 代 。 雖然一般建築物內部傢俱、衣物、木材等可燃物之擺設差異很 大，本研究以均等分布設定，將計算過的黃柳安木分層平均疊放在 火 災 室 中，並 在 各 木 條 間 隙 以 浸 過 酒 精 的 crib 當 作 引 火 源，如 圖 3-2 所示。 36.
(36) 3-3-4. 實體模型火災試驗. 本試驗使用三種不同的火載量以及二種開口變數互相搭配藉以 比較各種影響因子。 （一）第一階段 本 階 段 試 驗 以 1.70m×3.40m 之 開 口 條 件 ， 搭 配 25 ㎏ /m 2 之 火 載 量，進行一樓居室燃燒之實體模擬試驗，藉以探討此種單一開口及 火載量組合之火災行為。 （二）第一階段 本 階 段 試 驗 使 用 1.70m×3.40m 之 開 口 條 件 ， 搭 配 40 ㎏ /m 2 、 25 ㎏ /m 2 、 15 ㎏ /m 2 之 火 載 量 ， 進 行 一 樓 及 二 樓 居 室 燃 燒 之 實 體 模 擬 試 驗，藉以探討不同火載量在此種開口下之火災行為，並比較第一階 段與本階段間之火災行為關係。 （三）第三階段 本 階 段 試 驗 使 用 1.70m×1.70m 之 開 口 條 件 ， 搭 配 40 ㎏ /m 2 、 25 ㎏ /m 2 、 15 ㎏ /m 2 之 火 載 量 ， 進 行 一 樓 及 二 樓 居 室 燃 燒 之 實 體 模 擬 試 驗，藉以探討不同火載量在此種開口下之火災行為，並比較第二階 段與本階段間之火災行為關係。. 試驗儀器與設備. 3-4 3-4-1. 全尺寸實體模型. （一）. 全尺寸實體模型所在地. 本研究之實體模型位於台北縣土城市國立台灣工業技術學院新 校 地 內 。 實 體 模 型 位 置 如 圖 3-3 所 示 。 （二）. 全尺寸實體模型概要. 本 研 究 所 使 用 之 全 尺 寸 實 體 模 型，如 圖 3-4 所 示，其 構 想 係 參 照 ASTM Standard Burn Room 及 模 型 尺 寸 分 析 而 來 的。本 試 驗 模 型 為 兩 37.
(37) 層 樓 鋼 筋 混 凝 土 構 造 ， 鋼 筋 強 度 為 4200 ㎏ / ㎝. 2. ，混凝土強度為. 2500lb/in 2，牆 壁 及 地 板 厚 度 為 12 ㎝，地 板、天 花 板、鐵 門 及 各 壁 面 覆 以 12 ㎜ 之 矽 酸 鈣 板，一 樓 之 火 災 室 容 積 為 3.28m（ 長 ）×2.50m（ 寬 ） ×3.28m（ 高 ），二 樓 之 火 災 室 容 積 為 3.28m（ 長 ）×2.50m（ 寬 ）×2.88m （ 高 ），一 樓 及 二 樓 之 開 口 變 化 係 利 用 耐 火 磚 堆 砌 ，如 圖 3-5 所 示 。. 3-4-2. 輻射熱量計及冷卻水循環裝置. 此儀器之功用為量測經由開口所產生之環境輻射熱，輻射熱量 計依接收面可分為半開放式及全開放式兩種，半開放式的接收角度 為 90 o，全 開 放 式 的 角 度 較 大 為 180 o，本 式 驗 將 角 度 較 小 的 輻 射 熱 量 計置放於後，角度較大的輻射熱量計置放於前。 輻射熱量計之使用還需要藉由冷卻水循環裝置才能產生效果， 本 裝 置 搭 配 0.5 馬 力 、 0.37kw 的 抽 水 馬 達 、 及 壓 縮 機 ， 以 利 水 能 及 時 將 熱 量 帶 離 ， 求 得 最 新 的 輻 射 熱 量 值 ， 如 圖 3-6 所 示 。. 3-4-3. K-Type 熱 電 偶 線 （ Thermocouple）. 此熱電偶線之功用為量測火災室、開口部四周圍之溫度，本研 究 採 用 之 熱 電 偶 線 為 0.75 級 K-Type（ CA） ， 它 是 由 鎳 鉻 及 鎳 鋁 兩 根合金金屬導線組合而成的，其原理為利用前端焊接形成一迴路， 利用兩金屬材料在不同溫度下有不同電位差原理計算其端接點溫 度 ， 使 用 時 將 線 端 放 置 於 所 要 量 測 之 點 上 ， 如 圖 3-7 所 示 。. 3-4-4. 補 償 導 線 （ Thermocouple Extension Wires）. 理論上，在試驗時熱電偶線直接與記錄儀器連接最為理想；然 而實際上，常因距離太長耗費甚鉅，以及迴路上誘導因素，所引起 的誤差致使測溫準確度降低。為了解決這些問題。宜使用與熱電偶 線相同材質或其電動勢特性極近似之成對金屬導線，加以絕緣處 理、包覆處理後，銜接熱電偶線與記錄器，並補償熱電偶線因冷接 38.
(38) 端 子 造 成 之 誤 差 ， 如 圖 3-8 所 示 。. 3-4-5. 數據記錄器及電腦. 前 面 所 述 之 輻 射 熱 量 計 及 熱 偶 線，其 尾 端 都 須 配 合 YOKOGAWA HR-2500 型 之 溫 度 資 料 搜 集 器 ， 及 電 腦 的 記 錄 ， 如 圖 3-9 所 示 。. 3-4-6. 攝影機及照相機. 利 用 攝 影 機 及 照 相 機 記 錄 火 焰 形 狀 ， 如 圖 3-10 所 示 。. 3-4-7. 發電機及穩壓器. 由 於 試 驗 場 地 無 電 源 供 應 設 備 ， 特 準 備 一 台 2500W 之 汽 油 發 電 機 ， 另 為 使 電 腦 及 精 密 儀 器 穩 定 ， 配 置 一 台 2500W 的 穩 壓 器 ， 如 圖 3-11 所 示 。. 試驗步驟. 3-5 3-5-1. 儀器檢查. 本試驗由於是利用全尺寸實體模型模擬實際火災行為，故每次 之成本花費不少，且事前儀器架設、配線、燃料準備等工事繁瑣， 加上場地不便，因此在希望節省時間以及經濟考量之情況下，進行 試驗時須確保各偵測儀器設備正常，確定所得結果正確。以下將一 些須特別注意的重點列出： 一、檢 查 記 錄 器 與 電 腦 儀 器 及 各 測 定 點 所 接 收 之 數 據 是 否 正 常。 二、檢查發電機之汽油量及其運作情形是否正常。 三、檢查冷卻水循環裝置是否正常。 四、檢查各偵測器、攝影機之運作情形及位置是否可以。 五、檢查各偵測器之架設是否牢固。. 39.
(39) 3-5-2. 實體模型試驗. 實體模型試驗之試驗步驟如下： 一 、 首 先 將 12 ㎜ 之 矽 酸 鈣 板 覆 於 火 災 室 之 地 板、天 花 板 及 各 壁 面上（一樓及二樓）。 二、用耐火磚將開口部堆砌出欲試驗之開口條件。 三、將所需之木材（火載量）依序放入固定位置。 四、架設輻射熱量計、熱電偶線及攝影機就定位。 五、依前小節依序再檢查一次是否正常。 六 、 將 浸 過 酒 精 之 crib 置 入 燃 料 之 間 隙 中 。 七 、 開 始 啟 動 記 錄 儀 器、錄 影、照 相 並 記 錄 觀 察 整 個 試 驗 過 程 。 八、一樓及二樓同時引燃火源。 九、試驗開始。. 測定項目與測定方法. 3-6 3-6-1. 氣象. （一）. 氣溫與濕度. 在試驗未開始前以溫度計及乾濕計測量當時之狀況；溫度計與 乾 濕 計 置 於 太 陽 光 可 直 接 照 射 到 之 位 置 ， 如 圖 3-12 所 示 。 （二）. 風向與風速. 由於本模型場所位於室外，風的因素必定會影響火焰行為，但 本試驗無配備風向計與風速計等儀器，故以無風或風較弱之狀態為 試驗日。. 3-6-2. 火災室溫度. （一）. 室內溫度. 火 災 室 正 中 央 之 天 花 板 10 ㎝ 下 緣 ， 裝 設 一 支 熱 電 偶 線 ， 藉 以 量 40.
(40) 測不同火載量及開口部條件下之火場溫度，併得與前人之研究比 較 ； 一 樓 及 二 樓 相 同 ， 如 圖 3-13 表 示 。 （二）. 開口部溫度. 開 口 部 正 中 央 下 方 10 ㎝ 處 及 正 中 央 處 ， 各 裝 設 一 支 熱 電 偶 線 ， 藉以量測不同火載量及開口部條件下之開口部溫度，並得與前人之 研 究 比 較 ； 一 樓 及 二 樓 相 同 ， 如 圖 3-14 表 示 。. 3-6-3. 噴出火焰溫度及輻射熱. 以熱偶線及輻射計量測噴出火焰近距離之溫度及輻射熱，並測 定 離 開 口 1m、 2m、 3m、 4m、 5m、 6m 外 之 輻 射 熱 及 溫 度 ， 輻 射 計 及 熱 偶 線 之 架 設 高 度 ， 以 各 開 口 部 之 中 央 的 中 心 線 為 準 ， 如 圖 3-15 所示。. 3-6-4. 火焰形狀. 在 模 型 上 方 之 鋼 筋 混 凝 土 板 及 開 口 處 之 耐 火 磚 上，每 50 ㎝ 距 離 塗 上 油 漆 記 號 一 道 ， 如 圖 3-16 所 示 ， 以 為 火 焰 高 度 之 判 斷 ， 另 外 準 備 一 塊 劃 有 標 記 之 板 子 置 於 旁 ， 如 圖 3-17 所 示 ， 作 為 火 焰 側 方 向 之 軌跡判斷，並以兩台攝影機置於模型之側向及正方拍攝火焰之高 度 、 寬 度 及 側 方 向 之 軌 跡 ， 如 圖 3-18 所 示 。 另 外 照 相 機 隨 時 準 備 。. 41.
(41) 樓層. 一樓 二樓 1.70m×3.40m. 開口尺寸. 1.70m××1.70m 40kg/m2 25kg/m2. 火災荷重. 15kg/m2. 表 3-1. 42. 試驗變數.
(42) 資料收集及整理. 模型設計、量測項目及整體規劃. 實體模型建造開始. 儀器及火源等準備. 實體模型建造完成. 偵測儀器架設及火源製作. 試驗開始. 分析與討論. 結論與建議. 圖 3-1. 試驗之整體架構流程圖. 43.
(43) 圖 3-2（ a）. 40 ㎏ /m 2 之 黃 柳 安 木 材 堆 置 圖. 圖 3-2（ b）. 25 ㎏ /m 2 之 黃 柳 安 木 材 堆 置 圖. 44.
(44) 圖 3-2（ c）. 15 ㎏ /m 2 之 黃 柳 安 木 材 堆 置 圖. 圖 3-3. 實體模型位置圖. 45.
(45) 圖 3-4（ a）. 一樓平面圖. 圖 3-4（ b）. 二樓平面圖. 46.
(46) 圖 3-4（ c）. 圖 3-4（ d）. 47. 頂樓平面圖. 右側向立面圖.
(47) 圖 3-4（ e）. 正向立面圖. 圖 3-4（ f）. 背向立面圖. 48.
(48) 圖 3-4（ g）. 圖 3-5（ a）. A—A 剖 面 圖. 1.70m×3.40m 之 開 口. 49.
(49) 圖 3-5（ b）. 1.70m×1.70m 之 開 口. 圖 3-6（ a）. 50. 輻射熱量計.
(50) 圖 3-6（ b）. 圖 3-7. 冷卻水循環裝置. K-Type 熱 電 偶 線. 51.
(51) 圖 3-8. 圖 3-9（ a）. 52. 補償導線. 數據記錄器.
(52) 圖 3-9（ b）. 圖 3-10（ a）. 53. 電腦設備. 攝影機.
(53) 圖 3-10（ b）. 照相機. 圖 3-11（ a）. 發電機. 54.
(54) 圖 3-11（ b）. 圖 3-12. 整流器. 溫度計及乾溼計. 55.
(55) 圖 3-13. 圖 3-14. 量測室內溫度之熱偶線配置圖. 量 測 開 口 上 方 下 緣 10 ㎝ 溫 度 之 熱 偶 線 配 置 圖. 56.
(56) 圖 3-15. 輻射計及熱偶線之配置圖. 圖 3-16. 火焰形狀正面觀測之刻劃線. 圖 3-17. 火焰形狀側面觀測之刻劃線 57.
(57) 圖 3-18. 攝影機之配置圖. 58.
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(61) 附件 第三案﹕建築物外牆開口與鄰棟間隔大小對火災延燒之影響 對 於 86 年 度 期 中 簡 報 會 議 記 錄 之 建 議，已 經 在 後 續 之 實 驗 計 劃 中依照辦理。. 62.
(62)
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