內政部建築研究所
建築防火安全工程創新科技及
應用研發計畫協同研究計畫(一)
第 1 案「我國各類建築防火材料認
可及後市場管理查核之研究」
資 料 蒐集 分析 報 告
內 政 部建 築研 究 所協 同研 究 報告
中華民國 106 年 12 月
（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）978-986-05-4319-3
內政部建築研究所
建築防火安全工程創新科技及
應用研發計畫協同研究計畫(一)
第 1 案「我國各類建築防火材料認
可及後市場管理查核之研究」
資 料 蒐集 分析 報 告
研究主持人： 蔡綽芳
協同主持人： 蔡匡忠
研 究 員： 蘇鴻奇、羅啟文
胡幃傑、蘇崇輝
研 究 助 理 ： 鐘偉庭、曾子彥
研 究 期 程 ： 中華民國 106 年 2 月
至 106 年 12 月
內 政 部建 築研 究 所協 同研 究 報告
中華民國 106 年 12 月
（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）目次
表次 ……….…………III 圖次 ………..V 摘要 ………VII ABSTRACT ... XI 第一章 緒論... 1 第一節 研究緣起與目的 ... 2 第二節 研究方法與步驟 ... 4 第二章 國內防火建材辦理程序及 「防火建材追蹤查核辦理要點」 ... 5 第一節 國內防火建材辦理程序 ... 5 第二節 「防火建材追蹤查核辦理要點」 ... 7 第三章 各項檢測原理、應用範圍及試驗結果 ... 11 第一節 振動量測法 ... 13 第二節 X 射線螢光光譜儀材質分析法 ... 26 第三節 超音波量測法 ... 34 第四節 熱重分析法 ... 45 第五節 感熱釋放裝置試驗法 ... 63 第六節 各式材料厚度及密度檢測法 ... 66 第四章 各項防火建材查核項目 ... 73 第一節 耐燃裝修材料查核項目 ... 75 第二節 防火被覆查核項目 ... 77 第三節 防火門查核項目 ... 79 第四節 建築用遮煙門查核項目 ... 82 第五節 防火窗查核項目 ... 84 第六節 防火閘門查核項目 ... 85 第七節 防火捲門查核項目 ... 87 第八節 撒水幕查核項目 ... 90 第九節 防火電梯門查核項目 ... 91第十節 主要元件查核項目 ... 93 第十一節 貫穿部查核項目 ... 95 第五章 材料業界意見彙整 ... 97 第六章 結論與建議 ... 103 第一節 結論 ... 103 第二節 建議 ... 104 附錄一 期初會議審查回覆... 108 附錄二 期中會議審查回覆... 112 附錄三 期末會議審查回覆... 118 附錄四 防火建材追蹤查核辦理要點 ... 122 參考書目... 137
表次
表 3-1 各項檢測方法及應用範圍 ... 11 表 3-2 防火門(1)之模態頻率... 25 表 3-3 防火門(2)之模態頻率... 25 表 3-4 元素與能量對應表 ... 28 表 3-5 各式金屬正反面量測結果 ... 33 表 3-6 防火玻璃及各式板材超音波波速量測結果 ... 44 表 3-7 各式防火材料熱解溫度 ... 52 表 4-1 各項防火建材及其查核方法之彙整表 ... 73 表 4-2 蛭石類查核表 ... 77 表 4-3 防火漆類查核表 ... 78 表 4-4 防火板材類查核表 ... 78 表 4-5 防火門查核表 ... 79 表 4-6 遮煙門查核表 ... 82 表 4-7 防火窗查核表 ... 84 表 4-8 防火閘門查核表 ... 85 表 4-9 防火捲門查核表 ... 87 表 4-10 撒水幕查核表 ... 90 表 4-11 防火電梯門查核表 ... 91 表 4-12 牆面、屋頂查核表 ... 93 表 4-13 中空樓板灌漿前查核表 ... 94 表 4-14 貫穿部查核表 ... 95 表 5-1 參與廠商說明會之人數統計表 ... 97 表 5-2 會議建議事項 ... 98圖次
圖 2-1 我國建材審核辦理程序及追蹤查核辦法 ... 6 圖 3-1 頻譜分析儀型式 ... 14 圖 3-2 激振器型式 ... 15 圖 3-3 激振器示意圖及數學模型 ... 15 圖 3-4 衝擊鎚型式 ... 16 圖 3-5 衝擊鎚示意圖 ... 17 圖 3-6 不同衝擊頭衝擊力之時間域分析 ... 17 圖 3-7 不同衝擊頭衝擊力之頻率域分析 ... 18 圖 3-8 單位脈衝函數之時間域及頻率域圖形 ... 19 圖 3-9 實際衝擊型為之時間域及頻率域圖形 ... 19 圖 3-10 各式黏著方式及效應 ... 20 圖 3-11 加速規感測器及衝擊鎚衝擊位置 ... 23 圖 3-12 頻率響應函數頻譜圖 ... 24 圖 3-13 X 射線螢光光譜儀（XRF）型式 ... 26 圖 3-14 XRF 設備架構圖 ... 26 圖 3-15 能階轉移示意圖 ... 27 圖 3-16 能階轉移之能量名稱 ... 28 圖 3-17 鍍鋅鋼板(厚度 1mm) ... 30 圖 3-18 鍍鋅鋼板(厚度 1.5mm) ... 31 圖 3-19 不鏽鋼板(厚度 1mm) ... 31 圖 3-20 不鏽鋼板(厚度 1.6mm) ... 32 圖 3-21 不鏽鋼板(厚度 1mm)量測結果 ... 32 圖 3-22 超音波設備型式 ... 34 圖 3-23 超音波探頭型式 ... 34 圖 3-24 縱波示意圖 ... 36 圖 3-25 橫波示意圖 ... 37 圖 3-26 雷利波示意圖 ... 37 圖 3-27 藍姆波示意圖 ... 38 圖 3-28 脈波反射法示意圖 ... 39 圖 3-29 超音波探頭佈置之量測方法 ... 40 圖 3-30 防火玻璃量測位置 ... 42 圖 3-31 熱重分析儀設備示意圖 ... 45 圖 3-32 防火泥實際塗佈情形 ... 48 圖 3-33 防火泥實際塗佈情形 ... 48 圖 3-34 防火泥現場拍攝及採樣 ... 49 圖 3-35 防火泥實際塗佈情形 ... 49圖 3-36 防火泥實際塗佈情形 ... 50 圖 3-37 防火泥現場拍攝及採樣 ... 50 圖 3-38 防火漆實際塗佈情形 ... 51 圖 3-39 防火漆實際塗佈情形 ... 51 圖 3-40 防火漆(a)熱重分析 TG-DTG 結果 ... 53 圖 3-41 防火漆(b)熱重分析 TG-DTG 結果 ... 53 圖 3-42 防火漆(a)+ (b)熱重分析 TG-DTG 結果 ... 54 圖 3-43 防火漆(a) ... 54 圖 3-44 防火漆(b)... 55 圖 3-45 防火泥(a) ... 55 圖 3-46 防火泥(c) ... 56 圖 3-47 防火泥(d)... 56 圖 3-48 防火帶(a) ... 57 圖 3-49 防火帶(c) ... 57 圖 3-50 防火填縫膠(a) ... 58 圖 3-51 防火填縫膠(b)... 58 圖 3-52 防火填縫膠(c) ... 59 圖 3-53 防火塗料(a) ... 59 圖 3-54 防火塗料(b)... 60 圖 3-55 阻火發泡劑(a)及阻火發泡劑(b) ... 60 圖 3-56 防火片板(a)) ... 61 圖 3-57 防火片板(b)... 61 圖 3-58 遮煙條 ... 62 圖 3-59 試驗設備示意圖 ... 64 圖 3-60 替代試驗設備示意圖 ... 65 圖 3-61 厚度規 ... 66 圖 3-62 樑、柱及斜撐量測位置 ... 67 圖 5-1 廠商說明會會議照片 ... 100 圖 5-2 廠商說明會會議照片 ... 100 圖 5-3 廠商說明會會議照片 ... 101 圖 5-4 廠商說明會會議照片 ... 101
摘要
關鍵字：追蹤查核、防火建材、非破壞性檢測 一、 研究緣起 105 年內政部建築研究所研究案「中央主管建築機關認可防火建材追蹤查核 機制之研究」針對後續追蹤查核制定相關規範及流程，其中包含首次生產查核及 例行查核，惟針對各項材料之「防火建材追蹤查核辦理要點(草案)」仍未有完整 之規範，而各項防火建材影響性能之原料、零組件及技術皆不同，因此，本研究 將研擬各項防火建材追蹤查核項目。 二、 研究方法 以分析各項防火建材特性、分析非破壞性檢測之可行性、試辦追蹤查核管理 制度及專家座談諮詢四方式進行： 1. 分析各項防火建材特性 彙整分析各項防火建材，以了解各項材料之關鍵材料及性質、零組件等 資訊，以供研擬各項材料查核基準之參考，其內容包含施工現場各項防火建 材查核項目、查核數量及查核方法等。 2. 分析非破壞性檢測之可行性 彙整各項非破壞性檢測，包含振動量測法、X 射線螢光光譜儀（XRF）、 超音波波速檢測法、超音波測厚計及各式材料（防火被覆類、防火漆及棉質 材料類）之厚度及密度檢測法等，以供各項防火建材查核之應用。 3. 試辦追蹤查核管理制度 邀請國內生產量較大之製造商試辦追蹤查核管理制度，至施工現場實際 採樣及試驗，以此程序將確認制定查核項目之可行性。4. 專家座談諮詢 擬定各項材料查核項目表後，將召開專家座談諮詢會，邀請邀請各領域 專家、建管、試驗機構及評定機構人員擔任本研究之專家諮詢委員，另邀請 業界團體參與討論，以彙整各界意見。 三、 重要發現 本研究依修訂「防火建材追蹤查核辦理要點(草案)」、各項檢測方式及各項 防火建材追蹤查核項目進行說明。 1. 修訂「防火建材追蹤查核辦理要點(草案)」 修訂「防火建材追蹤查核辦理要點(草案)」以符合現行推行方向，修訂 內容主要針對申請者通過之防火建材，則核發「通案認定/認可通知書」，而 針對各施工現場通過查核後，則核發「個案認定/認可通知書」。施工現場查 核將由評定機構執行，針對各案場由評定機構成立查核小組，查核小組將結 合建管單位進入施工現場查核。 2. 研提各項防火建材追蹤查核項目 研究研擬各項防火建材追蹤查核項目，共 11 項，包含耐燃裝修材料、 防火被覆、防火門、遮煙門、防火窗、防火閘門、防火捲門、撒水幕、建築 用防火電梯門、主要元件防火時效、貫穿部，其查核內容明確包含各式查核 細項，及各查核項目需使用之查核方法及涉及之標準。 3. 研提各項檢測方式 本研究彙整各項非破壞性檢測方式，包含振動量測法、X 射線螢光光譜 儀（XRF）、超音波波速檢測法，針對各項檢測方式之原理、適用範圍、設 備規格、量測方法進行彙整分析，亦實際試驗各檢測方式之可行性。另以熱 重分析試驗法查核各式化性材料，如：防火漆、防火泥、防火帶等。其餘查 核方式包含各式材料（防火被覆類、防火漆及棉質材料類）之厚度及密度檢 測法及感熱釋放裝置試驗法。
四、 主要建議事項 建議一： 建請增訂「防火建材追蹤查核辦理要點」據以實施：立即可行建議 主辦機關：內政部營建署 協辦機關與機構：營建署指定評定機構（財團法人台灣建築中心、臺灣科技大學 建築性能規格評定中心及財團法人成大研究發展基金會建築性能評定中心）、營 建署指定試驗機構（內政部建築研究所防火實驗中心、台灣防火科技有限公司防 火安全研究中心、財團法人塑膠工業技術發展中心、國立成功大學防火安全研究 中心防火實驗室、國立高雄第一科技大學工學院產業與環境危害檢測實驗室、國 立雲林科技大學防火閘門耐火測試實驗室、明道學校財團法人明道防火實驗室、 Exova (UK)Ltd. (Exova Warringtonfire)、Underwriters Laboratories Inc.）
105 年度內政部建築研究所研究成果研提「防火建材追蹤查核辦理要點(草 案)」，建議防火建材發證(核發內政部新材料審核認可書)前進行首次生產查核（工 廠查核），並於開始生產後不定時進行例行查核（工廠查核、工地查核），本要點 包含各階段需具備之申請文件、查核表等。本(106)年度進一步增修前述查核辦 理要點(草案)，針對防火建材發證後之施工現場進行工地查驗，同時研擬各項材 料查核項目及性能檢測方法，包含耐燃裝修材料、防火被覆、防火門、遮煙門、 防火窗、防火閘門、防火捲門、撒水幕、防火電梯門、主要元件、貫穿部防火填 塞材料等 11 項材料，以及振動量測法、X 射線螢光光譜儀、超音波波速檢測法、 熱重分析試驗法等 4 項查核檢測方法。因此，倘中央主管機關實施建材後市場查 驗管理制度時，「防火建材追蹤查核辦理要點(草案)」業擬定完整之查核制度、 各項材料查核表及查核方法，可供參考訂定並據以實施。 建議二： 辦理「防火建材查核技術標準作業程序及教育訓練教材之研編」：中長期建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關與機構：社團法人台灣防火材料協會、台灣區防火安全建築材料協進會、 財團法人台灣建築中心 如上述，本案已研擬各項防火建材之各式查核檢測方法，建議後續應建立各 項查核技術之標準作業程序（SOP）及教育訓練教材，並辦理查核技術教育訓練
講習會，針對各評定機構及試驗機構等人員進行各項技術之教育訓練，先行建立 查核人員能力，待營建署執行防火建材追蹤查核時，即可進行相關查核作業。 建議三： 建立全國性後市場管理網站及資料庫：中長期建議 主辦機關：內政部營建署 協辦機關與機構：財團法人台灣建築中心、臺灣科技大學建築性能規格評定中心 及財團法人成大研究發展基金會建築性能評定中心 我國現行已具有試驗機構針對試驗品進行試驗，評定機構針對試驗報告進行 評定，且各評定機構皆具相關公告網站，公告各式防火建材之評定書，建議增設 全國性資料庫，將所有通過評定認可之防火建材全數納入，並擴增各式防火建材 使用情況登載及流向紀錄查詢之功能，以利評定機構執行追蹤查核，並可供各級 建築管理機關、建築師、營造廠商、材料製造商及一般民眾查詢。 建議四： 建立空調系統防火閘門後市場查核之感熱釋放裝置性能檢測能量 中長期建議 主辦機關：內政部建築研究所(防火實驗中心) 協辦機關與機構：台灣防火科技有限公司防火安全研究中心、財團法人塑膠工業 技術發展中心、國立成功大學防火安全研究中心防火實驗室、國立高雄第一科技 大學工學院產業與環境危害檢測實驗室、國立雲林科技大學防火閘門耐火測試實 驗室、明道學校財團法人明道防火實驗室、Exova (UK)Ltd. (Exova Warringtonfire)、 Underwriters Laboratories Inc.
現今空調系統防火閘門已對整體閘門進行試驗及評定，但於施工現場進 行查核時，除量測鋼板厚度、尺寸外，無法針對防火閘門之感熱釋放裝置性能進 行確認，由於此項元件屬防火閘門關鍵元件，因此需抽樣至試驗機構進行檢測， 方法依據「CNS 15816-4 空調系統防火閘門耐火試驗法－第 4 部：感熱釋放裝置 試驗」，惟國內尚未具相關 TAF 認證試驗機構可執行此試驗，故建議國內相關防 火實驗機構建立此試驗項目之檢測能量。
ABSTRACT
Keywords: fire safety materials, Follow-Up compulsory certificate system, nondestructive inspection
1. Introduction to research
This study followed the project “Follow-Up compulsory certificate system establishment” (2015) to provide the evaluation and inspection methods. The priority method is nondestructive inspection methods included vibration measurement X-ray fluorescence spectrometer, ultrasonic testing, etc.
2. Research method and process
i) Material property analysis
This study started with the analysis of key material, substance and material properties of fire safety materials. Then the evaluation items, sample numbers and methods were discussed and provided.
ii) Feasibility of non-destructive inspection methods
This study analyzed some non-destructive inspection methods, and evaluated the feasibility of these methods by applying them into practice.
iii) Practice of the Follow-Up compulsory certificate system
This study visited several construction sites for practicing the follow-up compulsory certificate system.
iv) Expert meeting
Experts from the academia, industry and governments were invited to attend the discussion meetings to express their recommendation for this follow-up compulsory certificate system.
3. Important findings
i) This study recommended two steps of certificate. The fire one is for general case, while the other one is for specific case.
for 11 subjects including interior finish materials, fire coating, fire door, smoke door, fire window, fire damper, fire curtain, water curtain, fire elevator door, fire resistance performance of key element and fire penetration.
iii) This study recommended nondestructive inspection methods including vibration measurement X-ray fluorescence spectrometer, ultrasonic testing, etc.
4. Important recommendations
i) Including the items into the Fire Material Follow-Up compulsory certificate regulation
Instant suggestion
Primary organization: Construction and Planning Agency Assistant organization: ABRI and fire test labs
This study recommended evaluation items, methods and test standards for 11 subjects including interior finish materials, fire coating, fire door, smoke door, fire window, fire damper, fire curtain, water curtain, fire elevator door, fire resistance performance of key element and fire penetration.
ii) Practice the heat for releasing equipment test Instant suggestion
Primary organization: Construction and Planning Agency Assistant organization: ABRI
CNS 15816-4 describes the test method for the heat for releasing equipment test. However, no lab can afford this test. This study suggest related organization to put this test standard into practice.
iii) Data base establishment for the follow-up c Mid-term suggestion
A data base is needed for the industry to look for and check the materials which have passed the evaluation of the Follow-Up compulsory certificate.
第一章
緒論
因建築物發展高層化、集合化、大型化及多元複合化之趨勢，建築物設計也 更創新，如：巨蛋體育場、大型購物商場、展覽中心、住商複合式之高層建築等。 此類場所多使用新技術、新工法、新設備及新材料，以使設計更多元、更符合居 住需求。依「建築技術規則」1總則編第 4 條規定：「如引用新穎之建築技術、新 工法或建築設備，適用本規則確有困難者，或尚無本規則及中華民國國家標準適 用之特殊或國外進口材料及設備者，應檢具申請書、試驗報告書及性能規格評定 書，向中央主管機關申請認可後，始得運用於建築物。」 105 年內政部建築研究所研究案「中央主管建築機關認可防火建材追蹤查核 機制之研究」2針對防火建材追蹤查核制定「防火建材追蹤查核辦理要點」，該要 點已針對防火建材認定/認可前及認定/認可前應執行事項訂定相關規範，包含首 次生產查核項目、例行查核項目，然各項防火建材使用之原料、零組件及技術皆 不同，因此，應針對各項防火建材建立追蹤查核細則，如此將使防火建材追蹤查 核制度更加完善。 1 「建築技術規則」，內政部營建署，民國 105 年 2 陳瑞鈴、蔡匡忠，「中央主管建築機關認可防火建材追蹤查核機制之研究」，內政部建築研究所，第一節 研究緣起與目的
一、 研究緣起 現今建築物逐漸往高層化、大型化、集合化、高密度化及多元複合化發展， 隨著新穎的設計理念不斷創新，若僅使用一般法規及規範，對設計者而言，將顯 得綁手綁腳，若以新技術、新工法、新設備及新材料進行設計、施工，將使建築 技術發展能順應時代需求而不受阻礙，亦增加設計彈性。 我國於民國 91 年 7 月營建署正式實施建築新技術新工法新設備及新材料認 可制度，主要依據「建築技術規則」總則編第四條之規定，「如引用新穎之建築 技術、新工法或建築設備，適用本規則確有困難者，或尚無本規則及中華民國國 家標準適用之特殊或國外進口材料及設備者，應檢具申請書、試驗報告書及性能 規格評定書，向中央主管建築機關申請認可後，始得運用於建築物」。內政部依 該條規定已訂有相關配套規定：「建築新技術新工法新設備及新材料認可申請要 點」3、「建築新技術新工法新設備及新材料性能試驗機構指定申請要點」4、「建 築新技術新工法新設備及新材料性能規格評定專業機構指定申請要點」5，105 年內政部營建署針對建築材料、工法、設備及技術制定三類審核辦理制度，分別 為簽證制、認定制及認可制，且 105 年內政部建築研究所研究案「中央主管建築 機關認可防火建材追蹤查核機制之研究」針對後續追蹤查核制定相關規範及流程， 其中包含首次生產查核及例行查核，惟針對各項材料（耐燃裝修材料、防火被覆、 防火門、遮煙門、防火窗、防火閘門、防火捲門、撒水幕、建築用防火電梯門、 主要元件防火時效、貫穿部）之「防火建材追蹤查核辦理要點（含首次生產查核 項目、例行查核項目，其包括工廠查核項目、施工現場查核項目、各項材料查核 項目及主要零組件查核原則、查核頻率等）」仍未有完整之規範，而各項防火建 材影響性能之原料、零組件及技術皆不同，因此，本研究將針對各項材料之查核 頻率及查核項目進行研討。 3 「建築新技術新工法新設備及新材料認可申請要點」，內政部營建署，民國 99 年二、 研究目的 1. 探討各項防火建材之主要原料、零組件及技術，包含耐燃裝修材料、防火被 覆、防火門、遮煙門、防火窗、防火閘門、防火捲門、撒水幕、建築用防火 電梯門、主要元件防火時效、貫穿部。 2. 研擬我國各項防火建材之「防火建材追蹤查核辦理要點」，包含施工現場查核 項目、各項材料查核項目及主要零組件查核原則等。 三、 研究範圍 本研究僅針對防火建材後市場管理之查核項目進行探討，其後市場一詞係指 防火建材通過認定/認可後，針對其販售並於施工現場施作之建材進行追蹤查核。 本研究針對防火建材後市場管理查核項目之內容，其僅確認試驗與使用之材料、 構造、構件之材質一致，並未於施工現場針對整體之防火性能進行試驗，因符合 原送測規格，則應具其防火性能。
第二節 研究方法與步驟
以分析各項防火建材特行、分析非破壞性檢測之可行性、試辦追蹤查核管理 制度及專家座談諮詢四方式進行： 1. 分析各項防火建材特性 彙整分析各項防火建材，包含耐燃裝修材料、防火門、防火捲門、防火窗、 防火閘門、主要元件防火時效、貫穿部、防火被覆、複合材料、建築用門遮煙性 能、建築用防火電梯門等，以了解各項材料之關鍵材料及性質、零組件等資訊， 以供研擬各項材料查核基準之參考，其內容包含施工現場各項防火建材查核項目、 查核數量及查核方法等。 2. 分析非破壞性檢測之可行性 彙整各項非破壞性檢測，包含振動量測法、X 射線螢光光譜儀（XRF）、超 音波波速檢測法、超音波測厚計及各式材料（防火被覆類、防火漆及棉質材料類） 之厚度及密度檢測法等，以供各項防火建材查核之應用。 3. 試辦追蹤查核管理制度 邀請國內生產量較大之製造商試辦追蹤查核管理制度，至施工現場實際採樣 及試驗，以此程序將確認制定查核項目之可行性。 4. 專家座談諮詢 擬定各項材料查核項目表後，將召開專家座談諮詢會，邀請邀請各領域專家、 建管、試驗機構及評定機構人員擔任本研究之專家諮詢委員，另邀請業界團體參 與討論，以彙整各界意見。第二章
國內防火建材辦理程序及
「防火建材追蹤查核辦理要點」
本研究團隊與營建署商討，研擬適用於現況之追蹤查核辦理程序及「防火建 材追蹤查核辦理要點」，使其更符合預計推行後市場管理所需之內容，詳細內容 將於下列各節說明。第一節 國內防火建材辦理程序
圖 2-1 為建築產品審核及追蹤查核辦理程序，審核辦理程序為內政部營建署 修訂草案，主要分為三類，分別為簽證制、認定制及認可制，詳細差異如下： 1. Route A-簽證制（規格式規定） 「建築技術規則」已列舉規格，僅需建築師進行簽證即可。 2. Route B-認定制（性能式規定） 「建築技術規則」無列舉規格者，將依是否具 CNS 規定分為兩類，分別 為 B1 及 B2。 3. Route C-認可制（無法適用「建築技術規則」） 無法適用「建築技術規則」之新技術、新工法、新設備及新材料者皆屬 本類，另部分 B2 類無 CNS 規定，亦無實驗方法之避雷設備、吸氣閥及 防火設備(撒水幕)亦屬本類進行認可。第二節 「防火建材追蹤查核辦理要點」
「防火建材追蹤查核辦理要點」現階段先行實施工地查核制度，待工地查核 制度完善後，後續再進行工廠查核制度，因此，主要修訂內容為取消工廠查核項 目，現行針對申請者通過建材認定/認可後，即核發「通案認定/認可通知書」，而 針對各施工現場通過查核後，則核發「個案認定/認可通知書」，下列將簡述「防 火建材追蹤查核辦理要點」，詳細內容如附件三所示。 1.辦理依據 依據建築技術規則第四條第二項訂定之。建築防火建材通過性能規格評定及 認定/認可後，廠商與業者之生產、施工與使用應符合試驗及評定之相關要求， 評定機構應針對施工現場進行後市場查核。 2.適用範圍 建築防火建材符合下列各款規定之一者得適用本要點： (1) 適用建築技術規則確有困難者。 (2) 尚無中華民國國家標準規定而申請適用者。 (3) 經中央主管建築機關認定須辦理性能規格評定者。 3.認定/認可劃分原則 建築防火建材依認定/認可範圍分為下列各項： (1) 認定範圍：耐燃裝修材料、防火門、防火捲門、防火窗、防火閘門、主要元 件防火時效、貫穿部、防火被覆、建築用門遮煙性能、建築用防火電梯門。 (2) 認可範圍：防火設備（撒水幕）及其他。 4.認定/認可前之作業 4.1 建築防火建材申請作業事項 申請建築防火建材審核之案件，應由申請人具備「建築防火建材審 查評定申請書」，其主要填寫內容包含下列各項： (1) 申請人資料 (2) 原發明人資料 (3) 建築防火建材特性資料(5) 製造流程之技術文件 (6) 製造設備文件 (7) 材料來源證明文件 (8) 檢測設備之文件 (9) 檢測人員教育訓練及記錄文件 (10) 產品檢測設備之校正紀錄文件 4.2 性能規格評定審核作業事項 評定機構技術人員及評定委員進行書面審查或召開建築防火建材 評定委員會議，通過性能規格評定後，認定制性能式之產品（Route B）， 評定機構將發出「性能規格評定書」及「通案認定通知書」；認可制性 能式之產品（Route C），評定機構將發出「性能規格評定書」，由申請 人向中央主管建築機關申請辦理建築防火建材「通案認可通知書」。 5.認定/認可後之定期填報及例行查核作業 5.1 建築防火建材定期填報 申請人應依各案場使用前，提報建築防火建材使用情況，以利後續 不定期例行查核。 5.2 例行查核作業事項 5.2.1 查核時機 查核前二十四小時通知之方式於施工期間進行工地查核。 5.2.2 查核人員及資格 評定專業機構辦理審查作業有必要者，得邀專家、學者、相關機構 至施工現場查核。 5.2.3 工地查核要求 查核小組結合建管單位之施工檢查，至施工現場進行建築防火建材 查核，針對進行中之工程進行產品一致性查核，應記錄一致性查核 樣品之規格型號、生產日期、批次等資訊，查核是否依照原認定/ 認可使用內容之施作工法、程序進行施工，並針對建築防火建材外
例行查核時查核小組以「工地查核記錄」之要求，應對下列各查核 項目進行查核： (1) 查核主要材料及零組件。 (2) 查核現場產品一致性查核。 (3) 查核前次例行查核缺失矯正情形。 5.2.5 查核記錄文件及查核報告 「工地查核記錄」為一式二份，經查核人員及工地代表人簽名或蓋 章確認後，由查核人員及工地代表人各持一份。 7.認定/認可通知書展延辦法 申請建築防火建材認定/認可展延時，應由申請人具備下列資料，向評定機 構申請性能規格評定。 (1) 建築防火建材性能規格評定書有效期限展延申請書。 (2) 建築防火建材例行查核之「工地查核報告」。 8.性能規格評定書/認定通知書之註銷及撤銷 當需進行註銷/撤銷時，若為認定制性能式之產品（Route B），則註銷/撤銷 「性能規格評定書」及「認定通知書」；若為認可制性能式之產品（Route C）， 則註銷/撤銷「性能規格評定書」，並建請中央主管建築機關撤銷建築防火建材「通 案認可通知書」。
第三章
各項檢測原理、應用範圍及試驗結果
本研究分析各項檢測原理、應用範圍及試驗結果，包含振動量測法、X 射線 螢光光譜儀（XRF）、超音波波速檢測法、熱重分析檢測法、感熱釋放裝置試驗 法及各式材料（防火被覆類、防火漆及棉質材料類）之厚度及密度檢測法，表 3-1 說明各項檢測方法應用範圍及本案適用之材料，詳細內容將於下列各節說 明。表 3-1 各項檢測方法及應用範圍
查核方法 應用範圍 本案適用材料 振動量測法 1. 確認結構構件狀態，量測剛 性高之結構構件，如：鋼 材、板材等。 2. 無法量測剛性較弱之材 料，如：棉質材等。 1. 防火門（鋼製門、木製門）， 但無法量測剛性低之材料 (棉 質填充材)。 X 射線螢光光譜 儀材質分析法 1. 金屬合金分析，可分析金屬 材料之各元素含量。 2. 分析範圍包含原子序 12 之 鎂(Mg)元素至原子序 92 之 鈾(U)元素，且皆能定量顯 示。 1. 防火門之鋼製表面。 2. 防火窗之窗框。 3. 防火閘門之外框、內框、葉片 及檔板。 4. 防火捲門之捲軸、捲箱、葉 片、導軌及底座。 5. 電梯門之乘場門吊箱、門扇、 上門框及左右立框。 超音波量測法 1. 檢測材料內部有否損傷，明 確顯示內部缺陷的位置和 大小。 2. 測量材料厚度。 1. 防火玻璃之材料性質。 2. 防火被覆之防火板性質。 3. 主要元件之水泥板（磚）、木 材類及板材類等材料性質。 4. 防火門之鋼製表面厚度。 5. 防火窗之窗框厚度。 6. 防火閘門之外框、內框、葉片 及檔板厚度。 7. 防火捲門之捲軸、捲箱、葉 片、導軌及底座厚度。 8. 電梯門之乘場門吊箱、門扇、熱重分析法 1. 藉由材料於特定溫度將產 生重量變化之原理，量測防 火材料熱重分析變化情 形，以此查核防火材料一致 性。 1. 防火被覆之蛭石類及防火漆 類。 2. 貫穿部之防火泥、填縫劑、防 火帶等。 3. 遮煙門之遮煙條、膨脹條等。 感熱釋放裝置試 驗法 1. 檢測防火閘門感熱釋放裝 置作動溫度是否符合 CNS 15816 規定。 (依據 CNS 15816-4 空調系統防 火閘門耐火試驗法-第 4 部：感 熱釋放裝置試驗。) 1. 防火閘門之感熱釋放裝置。 防火被覆厚度極 度量測法 1. 檢測防火被覆蛭石類材料 噴塗後之厚度及密度。 （依據 CNS 13963 鋼骨構造用 噴附式防火被覆材料厚度及密 度試驗法。ASTM E605 結構噴 塗式防火被覆之厚度和密度量 測法。美國牆壁及天花板工業 協會(ACWI)訂定技術手冊 12-A 施工現場噴塗式防火被覆 之材料檢驗標準。） 1. 防火被覆蛭石類之厚度及密 度。 膜厚量測法 1. 檢測防火被覆防火漆類材 料塗層厚度。 1. 防火被覆防火漆之厚度。 棉質材料厚度及 密度量測法 1. 檢測各式棉質材料厚度及 密度，如：岩棉板、玻璃棉 板、陶瓷棉氈等。 (依據 CNS 3065 玻璃棉保溫材 料。CNS 3657 岩綿保溫材料。) 1. 各式棉質材料。
（資料來源：本研究自行整理）
第一節 振動量測法
一、檢測原理
振動量測法係由驅動器（actuator）對結構激振，使結構處於動態之狀態， 由感測器（sensor）量測結構之振動量，經頻譜分析儀進行快速傅立葉轉換（fast fourier transform, FFT），轉換成響應頻率函數（frequency response function, FRF）， 而響應頻率函數為穩態振動狀態下結構回應與激振之間隨頻率的轉換函數，反應 結構本身的特性，而根據激振和回應類型的不同，響應頻率函數可分為加速性、 動力剛度等，其結果可為幅值、相位隨頻率變化的曲線。 振動量測法之試驗儀器設備由頻譜分析儀（analyzer）、驅動器（actuator）及 感測器（sensor）組成，各項詳細借如下： 1. 頻譜分析儀 頻譜分析儀主要功能於接收驅動器及感測器之電的信號，以進行信號處理 分析，將時間域信號轉為頻率域之信號，亦為將信號進行傅立葉轉換或是反傅 立葉轉換之分析。頻譜分析儀之種類大致分為兩種，分別為雙頻道頻譜分析儀 （dual channel FFT analyzer）及多頻道頻譜分析儀（multi channel FFT analyzer） （如圖 3-1 所示），雙頻道係指頻譜分析儀有兩組輸入模組，僅可從事單點量 測分析；反之，多頻道頻譜分析儀意指有多組輸入模組，可進行多點量測分析。 主要具備功能包含動態範圍（dynamic range）調整、觸發（trigger）、取樣頻率 控制、解析條數設定、類比級數為信號轉換（A/D converter）、加權處理 （windowing）、快速傅立葉轉換（FFT）、數據輸入及輸出等。 若以衝擊鎚對結構敲擊產生激振，經過力轉換器將測得作用力之信號；若 以激振器激振結構，則需有信號產生器，產生設定之激振信號形式，經由功率 放大器，使得激振器具足夠電能與機械能之轉換，並透過力轉換器量得作用於 結構之力的信號。 典型之感測器為加速度計，量得結構加速度信號，經過調節器或電荷放大 器，將電的信號放大，再將訊號送至頻譜分析儀，於頻譜分析儀可進一步對作
用力及結構加速度信號進行信號處理，包括取樣頻率控制、類比級數為信號轉 換、加權運算、快速傅立葉轉換等，以求得力與加速度（即輸入及輸出）間之 頻率響應函數。
圖 3-1 頻譜分析儀型式
（資料來源：本研究自行拍攝）
2. 驅動器 驅動器最主要之功用即是對結構激振，使結構處於動態之狀態，才可求得 結構之動態特性。驅動器的種類大致上分為激振器（shaker）、衝擊鎚（hammer） 及標準振動源振動器，驅動器激振通常會經由力轉換器（force transducer）與 結構接觸得知力的傳輸大小。下列將針對驅動器形式進行說明： (1) 激振器 激振器（如圖 3-2 所示）通常要與信號產生器（signal generator）搭配， 由信號產生器輸出信號，經由信號放大器將信號傳輸至激振器對結構產生激振， 而激振器對結構激振之間，需由一推桿傳輸激振器的激振力（如圖 3-3(a)所示）， 推桿基本要求為軸向剛性越小越好，以避免激振器對測試結構產生質量效應， 另一方面軸向剛性需夠強，推桿不得有挫曲之情形產生，使其能激振結構，且 使力轉換器可正確量測到力之信號。圖 3-2 激振器型式
（資料來源：
「實驗模態分析量測儀器」
）
激振器與推桿作用於結構物之數學模型如圖 3-3(b)，其中 m 為激振器質量、 keq為推桿之等效彈簧常數，如下： 𝑘𝑒𝑞 =𝐴𝐸𝑙 其中，A為推桿截面積、l為推桿長度、E為推桿楊氏係數，較佳的推桿選 擇應為keq越小越佳，因此，其長度需夠長，且斷面積需夠小，而材料需夠軟， 但keq又不能太小而使推桿產生挫曲。 （a）激振器示意圖 （b）數學模型圖 3-3 激振器示意圖及數學模型
（資料來源：
「實驗模態分析量測儀器」及本研究自行整理）
(2) 衝擊鎚 衝擊鎚為最常用使用之驅動器，因衝擊鎚使用方便且簡易，但針對特別小 或特別大之結構則較不易測試，衝擊鎚實體型式如圖 3-4 所示。衝擊鎚構造分 為四個部分（如圖 3-5 所示），分別為衝擊鎚本體、外加質量（Additional Mass）、 力轉換器（Force Transducer）及衝擊頭（Tip），其中外加質量用於提升衝擊力 及衝擊速度，但加外加質量將導致衝擊時間變長，而頻率域之有效使用範圍變 短，而衝擊頭分為三種，分別為鋼質衝擊頭、塑膠質衝擊頭及橡膠質衝擊頭， 而衝擊頭將決定時間域及頻率域之分析結果（如圖 3-6 及圖 3-7 所示），鋼質 （steel）之衝擊頭由於硬度高、衝擊時間較短，因此頻率域之使用範圍比較長 （如圖），其次塑膠質（plastic）衝擊頭比鋼質衝擊頭軟，衝擊時間略長，頻 率域之使用範圍比鋼質衝擊頭短些，而橡膠質（rubber）衝擊頭最軟，衝擊時 間最長，且頻率域之使用範圍最短，另外力量範圍也略有不同。
圖 3-4 衝擊鎚型式
（資料來源：本研究自行拍攝）
圖 3-5 衝擊鎚示意圖
（資料來源：
「實驗模態分析量測儀器」
）
圖 3-6 不同衝擊頭衝擊力之時間域分析
（資料來源：B&K instruction manual）
(a)鋼質衝擊鎚 (b)塑膠質衝擊鎚
(c)橡膠質衝擊鎚
圖 3-7 不同衝擊頭衝擊力之頻率域分析
（資料來源：B&K instruction manual）
衝擊力（impact force）於時間域圖形如圖 3-8(a)所示，以單位脈衝函數 （Delta Function，δ(𝑡)）表示，有關單位脈衝函數的定義為： δ(𝑡) = �∞, 𝑡 = 00, 𝑡 ≠ 0 且同時滿足以下條件 � δ(𝑡)𝑑𝑡 = 1𝑏 𝑎 對任何連續函數f(𝑡)而言恆有： � f(𝑡)δ(𝑡 − 𝑡0)𝑑𝑡 = 𝑓(𝑡0) 𝑏 𝑎 , 𝑡0 ∈ (𝑎, 𝑏) 因此，其傅立葉轉換可表示為： F(𝜔) = � 𝑓(𝑡)𝑒∞ −𝑖𝜔𝑡𝑑𝑡 −∞ ∞
可得單位脈衝函數之傅立葉轉換為一定值，其頻率域之圖形如圖 3-8(b)所示。 (a)時間域之圖形 (b)頻率域之圖形
圖 3-8 單位脈衝函數之時間域及頻率域圖形
（資料來源：本研究自行整理）
上述情況為理想狀態，而實際之衝擊力於時間域上具有時間差（Td）之區 域（如圖 3-9(a)所示），其傅立葉轉換即非一定值，圖 3-9(b)為頻率域之圖形， 於頻率域上具一截斷頻率（Cut off Frequency），其範圍於 10-20dB 內，其截斷 頻率前為可使用範圍，而時間域之Td與頻率域之頻率fd互成倒數之關係。(a)時間域之圖形 (b)頻率域之圖形
圖 3-9 實際衝擊型為之時間域及頻率域圖形
（資料來源：
「實驗模態分析量測儀器」
）
(3) 標準振動源激振器 標準振動源激振器為產生一固定頻率之振動訊號，其產生固定頻率、固定 振幅之簡諧波，可迅速且方便校正振動量測儀器，包括加速度計、速度計、位 移計的校正。 3. 感測器 感測器主要量測結構系統之振動量，再經由振動能轉換成電能，最常使用 之感測器為加速規，加速規之選用應注意其重量，以不對測試結構造成質量效 應之影響為原則，亦需注意加速規之有效頻率範圍。 加速規黏著於結構上，具以下幾種方式，包含螺栓（Steel Stud）、蜂蠟 （Beeswax）、水泥（Cement Stud）、薄膠（Thin Tape）、厚膠（Thick Tape）、 磁鐵（Magent）等，圖 3-10 為黏著方式之示意圖及效應。採用何種黏著方式 需考量有效頻率範圍是否足夠，操作方便性及可行性，最常見之黏著方式為蜂 蠟，因拆裝方便，又具足夠之頻率範圍，但不適於高溫之結構；磁鐵方便移動， 且固定快速，但有效頻寬較低，對非鐵質物質或高振動頻率不適合；若是長期 性或永久性之量測，以螺栓或水泥則是較佳之選擇。
圖 3-10 各式黏著方式及效應
二、應用範圍 1. 適用項目： 防火門（鋼製門、木製門），但無法量測剛性低之材料（棉質填充材）。 2. 設備規格： (1) 振動量測設備包含頻譜分析儀、衝擊鎚及加速規感測器，規格如下： 頻譜儀規格表：
Hardware Feature Technical Specifications Number of input channels ≥ 2 analog channels, Simultaneous Connector of input channels Analog: BNC and 7 pin Lemo Input Range ±5 Volt、±20 Volt
Input Coupling IEPE、AC、DC Dynamic range >130 dB
A/D converter 24 bit sigma-delta A/D converter Frequency range 0 Hz to 2 kHz
FFT 分析功能 FFT Band ≥ 2 kHz FFT Resolution 1600 lines
Time windows Force, Exponential
Analysis functions Waveform、Auto Spectrum、Complex Spectrum、 FRF、Coherence Engineering Units Acceleration: g、m/s^2
Force: lb、N、kg Average Liner
Average Count 1、3、5、10 Trigger Source Ch1
Trigger Level -Input Range ~ Input Range Trigger Slope Positive or Negative
Trigger Delay <-10% ~ >10% Trigger Preview Off、Manual
Cursor
Display at FRF Peak, Frequency, -3dB Delta Freq,
Damping Ratio, Modal Mass,
衝擊鎚規格： Technical Specifications Sensitivity (±15 %) 1mV/lbf (0.23mV/N) Measurement Range 5000 lbf (22,240 N) Resonant Frequency ≥ 22 kHz Head Mass ≥ 0.70lb Constant Current Excitation 2 to 20 mA Output Bias Voltage 11V ± 3V Connector BNC 加速規感測器規格： Technical Specifications Sensitivity (±20%) 100 mV/g (10.2mV/ m/s²) Frequency Range (±3dB) 0.5 to 2000 Hz Measurement Range ≥ ±50 g Constant Current Excitation 2 to 20 mA Output Bias Voltage 11V ± 3V Connector BNC
3. 量測方法： (1) 圖 3-11 為試驗設備配置圖，加速規感測器設置於門開啟側之上緣及下緣 角落，其設置位置距邊緣 15 cm，另設置門之上方中央處及下方中央處， 其設置位置距邊緣 15 cm，共 4 個加速規感測器設置位置（如圖 3-11 實心 位置）；敲擊位置為門腳鍊側之上、中、下，共 3 個敲擊位置（如圖 3-11 空心位置）。 (2) 每個敲擊點敲擊 5 次，以取得穩定數據，敲擊後頻譜分析儀顯示頻率響應 函數（FRF），該頻率響應函數為發生振幅之頻率段。
圖 3-11 加速規感測器及衝擊鎚衝擊位置
（資料來源：本研究自行整理）
三、試驗記錄 本研究團隊至某建案現場以振動量測法量測防火門整體結構性質，量測方法 依第四章第一節振動量測法進行量測，本次針對兩樘同型式防火門進行量測，每 一量測點之每敲擊點即可產生頻率響應函數頻譜圖（如圖 3-12 所示），並於波特 圖進行比對分析，該圖產生三個模態頻率，分別為 23.0 kHz、28.5 kHz、55.0 kHz。 表 3-2 為防火門(1)各測點位置與各敲擊點之模態頻率，其模態頻率為 23 kHz、 28 kHz、54 kHz，表 3-3 為防火門(2)各測點位置與各敲擊點之模態頻率，其模態 頻率為 24 kHz、28 kHz、55 kHz，兩樘門誤差值低於 15%，兩樘門之結構性質一 致，因此，此種量測法將可辨識門樘之結構性質。
圖 3-12 頻率響應函數頻譜圖
（資料來源：本研究自行整理）
55.0 Hz 23.9 28.5表 3-2 防火門(1)之模態頻率
測點 敲擊點 模態頻率 測點-1 敲擊點-1 23.9 28.5 55.0 敲擊點-2 23.9 28.2 53.9 敲擊點-3 - 28.5 54.3 測點-2 敲擊點-1 23.4 27.8 54.0 敲擊點-2 23.5 28.5 54.2 敲擊點-3 23.9 28.2 54.8 測點-3 敲擊點-1 22.0 28.4 54.3 敲擊點-2 22.3 - 53.9 敲擊點-3 23.9 28.1 54.2 測點-4 敲擊點-1 23.1 28.2 54.0 敲擊點-2 23.4 28.1 - 敲擊點-3 - 28.2 54.3（資料來源：本研究自行整理）
表 3-3 防火門(2)之模態頻率
測點 敲擊點 模態頻率 測點-1 敲擊點-1 23.5 28.2 - 敲擊點-2 25.1 28.1 - 敲擊點-3 - 28.2 - 測點-2 敲擊點-1 - 28.1 55.1 敲擊點-2 25.0 27.6 - 敲擊點-3 25.6 28.1 56.2 測點-3 敲擊點-1 24.5 28.4 55.0 敲擊點-2 24.8 27.8 55.6 敲擊點-3 25.9 28.4 56.4 測點-4 敲擊點-1 24.2 28.2 55.3 敲擊點-2 25.0 28.1 - 敲擊點-3 - 28.2 56.8（資料來源：本研究自行整理）
第二節 X 射線螢光光譜儀材質分析法
一、檢測原理
X 射線螢光光譜儀（X-ray Fluorescence Spectrometer, XRF）（如圖 3-13 所示）
為快速且非破壞性之物質量測法，可檢測各式金屬物質中各種元素含量。XRF 設備由激發源（X 射線光管）和檢測器構成（如圖 3-14 所示），X 射線光管產生 入射 X 射線（一次射線），激發被測樣品，樣品中的每種元素將放射出二次 X 射 線，不同的元素所放出之二次射線具特定的能量特性，檢測器量測二次射線之能 量及數量，儀器軟體將辨識各種元素的種類及含量。
圖 3-13 X 射線螢光光譜儀（XRF）型式
（資料來源：本研究自行拍攝）
圖 3-14 XRF 設備架構圖
各原子係由原子核及電子組成，電子軌域依據電子帶電量多寡將具有層次之 分別，由內到外依序為 K、L、M、N 層，電子軌域內層之電子能量較低，越外 層之電子能量越高，因此，當材料受 X 射線激發時，其組成原子可能發生電離， 若原子暴露於輻射，其能源大於該原子之電離勢，則驅逐內層軌道之電子，使原 子的電子結構不穩定，並形成一個電子空洞，外層軌道之電子將移動至內層軌道， 而移動過程將釋出多餘的能量，如圖 3-15 所示。圖 3-16 顯示當高一階電子移動 至 K 層，則命名為𝐾𝛼；高二階電子移動至 K 層，則命名為𝐾𝛽；高一階電子移動 至 L 層，則命名為𝐿𝛼；高二階電子移動至 L 層，則命名為𝐿𝛽；高一階電子移動 至 M 層，則命名為Mα。各原子放射出的輻射能量皆具特定能量（如表 3-4 所示）， 此為原子的能量特性，因此，藉由原子能量特性辨識各式金屬物質。
圖 3-15 能階轉移示意圖
（資料來源：本研究自行整理）
圖 3-16 能階轉移之能量名稱
（資料來源：本研究自行整理）
表 3-4 元素與能量對應表
原子序號 元素符號 中文名稱 能量 (keV) 𝐾𝛼 𝐾𝛽 𝐿𝛼 𝐿𝛽 𝑀𝛼 13 Al 鋁 1.487 1.557 - - - 14 Si 矽 1.740 1.836 - - - 17 Cl 氯 2.622 2.816 - - - 24 Cr 鉻 5.412 5.947 0.573 - - 26 Fe 鐵 6.400 7.058 0.705 - - 28 Ni 鎳 7.472 8.265 0.852 0.869 - 29 Cu 銅 8.042 8.904 0.930 0.950 - 33 As 砷 10.532 11.724 1.282 1.317 - 34 Se 硒 11.208 12.494 1.379 1.419 - 35 Br 溴 11.908 13.289 1.480 1.526 - 46 Pd 鈀 21.123 23.809 2.838 3.021 - 47 Ag 銀 22.103 24.932 2.983 3.185 - 48 Cd 鎘 23.108 26.084 3.133 3.355 - 51 Sb 銻 26.272 29.710 3.604 3.897 - 79 Au 金 68.130 77.843 9.704 11.481 2.121 80 Hg 汞 70.107 80.103 9.980 11.853 2.195 82 Pb 鉛 74.160 84.775 10.542 12.626 2.343二、應用範圍 1. 適用範圍： 適用於未烤漆、未電鍍之各式金屬材料，如：鋼材類、鐵類等。 2. 人員使用資格： 操作人員需取得行政院原子能源委員會之操作人員輻射安全證書，未取得證 書前不得操作 X 射線設備。 3. 設備規格： (1) 激發源須使用 X 光管，且最大電壓 40kV(含)以上、最大功率需在 4 Watt(含) 以上。
(2) 檢測器：Si-PIN Diode Detector。
(3) 可分析元素：至低原子序須從 22 之鈦 Ti 元素以上，皆能定量顯示。 (4) 光譜儀內建合金牌號，可自動比對，若符合該合金成分，可自動顯示該合 金牌號。 4. 量測方法： (1) 若金屬材料表面已烤漆，須去除烤漆之部分，方可以 X 射線螢光光譜儀 （XRF）進行量測，量測結果將顯示樣品各元素含量，光譜儀可同時辨識 樣品屬何種金屬，將顯示金屬種類及牌號。
三、試驗記錄 本研究團隊蒐集市面上常使用之鍍鋅鋼板及不鏽鋼板，以 X 射線螢光光譜 儀（XRF）針對四個鋼材樣品進行試驗，其材料表面照片如圖 3-17~圖 3-20 所示， 以圖 3-19 不鏽鋼板（厚度 1 mm）為例，以光譜儀量測結果如圖 3-21 所示，分 析結果顯示各元素 Fe、Cr、Ni、Mn、Co、Cu、Mo 之含量，並辨識材料種類及 牌號為不鏽鋼 304，而各式金屬正反面量測結果如表 3-5 所示，因此，以此種量 測法將有效辨識施工現場使用之建材是否與送驗樣品一致。
圖 3-17 鍍鋅鋼板(厚度 1mm)
（資料來源：本研究自行拍攝）
圖 3-18 鍍鋅鋼板(厚度 1.5mm)
（資料來源：本研究自行拍攝）
圖 3-19 不鏽鋼板(厚度 1mm)
（資料來源：本研究自行拍攝）
圖 3-20 不鏽鋼板(厚度 1.6mm)
（資料來源：本研究自行拍攝）
圖 3-21 不鏽鋼板(厚度 1mm)量測結果
（資料來源：本研究自行整理）
表 3-5 各式金屬正反面量測結果
項次 樣品名稱 單位 Fe Zn Ni Al Si V Cr Mn Co Mo Cu 1 鍍鋅鋼板(厚度 1mm)-正面 % 45.68 51.32 ND 2.35 0.1980 ND ND 0.0447 0.41 ND ND 2 鍍鋅鋼板(厚度 1mm)-背面 % 45.20 52.39 ND 1.62 0.2749 ND ND 0.0577 0.4503 ND ND 3 鍍鋅鋼板(厚度 1.5mm)-正面 % 41.83 56.94 0.0307 0.5217 0.0586 ND ND 0.0969 0.5240 ND ND 4 鍍鋅鋼板(厚度 1.5mm)-背面 % 38.91 59.86 ND 0.58 0.1203 ND ND 0.0757 0.4637 ND ND 5 不鏽鋼板(厚度 1mm)-正面 % 72.61 ND 8.00 ND 0.2588 0.0706 17.94 0.90 ND 0.0813 0.1412 6 不鏽鋼板(厚度 1mm)-背面 % 72.48 ND 8.07 ND 0.3450 0.0546 18.02 0.85 ND 0.0741 0.1076 7 不鏽鋼板(厚度 1.5mm)-正面 % 71.75 ND 8.34 ND 0.2379 0.0513 18.38 1.01 ND 0.0399 0.1821 8 不鏽鋼板(厚度 1.5mm)-背面 % 72.24 ND 8.19 ND 0.2331 ND 18.16 0.98 ND 0.0369 0.1679（資料來源：本研究自行整理）
第三節 超音波量測法
一、檢測原理 人耳可聽見的音波頻率約在 20 Hz〜20 kHz，若音波頻率高於此範圍，人無 法聽見，稱為超音波（Ultrasonic），超音波檢測設備（如圖 3-22 及圖 3-23 所示） 的基本原理是利用超音波在物質中傳導，若物質組織均勻，音波便可直線傳導； 若物質中有不均勻部分，其密度不一樣，構成許多不同的界面，便會使音波在不 同方向產生不同的音速，利用此特性，即可測出金屬中不均勻之部分。圖 3-22 超音波設備型式
（資料來源：本研究自行拍攝）
圖 3-23 超音波探頭型式
超音波檢驗之優點，如下： 1. 對於表面及次表面的不連續面檢驗皆靈敏。 2. 可有效地對深度較深之探傷或尺寸進行量測。 3. 使用脈波回波法時，僅需要從材料的單邊進入。 4. 對於回波位置、大小的估算及缺陷的形狀有很高的準確度。 5. 檢驗前不需要太多的準備動作。 6. 探傷或量測結果可立即顯示在儀器上。 7. 檢驗系統可自動顯示所有的細節。 超音波檢驗之限制，如下： 1. 檢驗表面必須能使超音波射入。 2. 探頭和受檢物表面需有良好的耦合（部分探頭不須耦合劑）。 3. 方向平行於音束的線型缺陷檢測不易。 4. 需要參考規塊來做儀器校準或缺陷校準。 超音波的傳遞與一般聲波一樣係基於往復性的振動或材料內部的振盪，波傳 遞之速度與受介質種類影響甚大，各材料介質均有其特定之波速，且普遍於固體 傳遞速度最快，液體次之，氣體最小，所有材料皆由原子所組成，受外力作用皆 可能產生振盪，只要材料受的張力或壓力沒有超過其彈性極限，材料的質點便會 產生彈性振盪，當介質中的質點受力離開其平衡位置越遠，類似彈簧的恢復力便 會升高，這種恢復力加上質點本身的慣性，便形成了彈性振盪。應力波於彈性介 質中傳遞，依其行進方向以及質點振動方向，可將波分為下列四種形式：
1. 縱波（longitudinal waves）
縱波亦稱為壓力波（pressure waves），一般簡稱為 P 波（primary waves）， 其屬於實體波（body waves），其在物體中傳遞時，介質顆粒的運動方向與傳 遞的行進方向平行，亦即若 P 波在 x 方向上傳遞，則介質顆粒會沿著 x 方向， 以原來位置為中心作左右的振盪，而使得介質顆粒有疏密的情形產生（如圖 3-24 所示），其介質顆粒在空間上相鄰最密或最疏處的距離是一個波長的距 離。
圖 3-24 縱波示意圖
（資料來源：GE 使用手冊）
2. 橫波（transverse waves）橫波亦稱為剪力波（shear waves），一般簡稱為 S 波（secondary waves）， 其屬於實體波（body waves），其在物質中傳遞時，介質顆粒的運動方向與傳 遞方向相互垂直，亦即若 S 波在 x 方向上傳遞，則介質顆粒會沿著ｚ方向，以 原來位置為中心做上下的振盪，而使得介質顆粒的排列有高下之分如波浪狀 （如圖 3-25 所示），介質顆粒在空間上相鄰等高處的距離是一個波長的距離。
圖 3-25 橫波示意圖
（資料來源：GE 使用手冊）
3. 表面波（surface wave） 表面波又稱雷利波（Rayleigh Wave），其沿固體材料表面深入物體內約一 個波長傳送，表面波同時具有縱波及橫波的運動方式而產生一種近似橢圓形軌 跡的複合式振動（如圖 3-26 所示），振動方向垂直於固體的表面，粒子越深入 物體表面，則橢圓的寬度越小。雷利波對表面缺陷或表面的特性靈敏度很高， 且沿著表面傳遞，即使是曲面仍會持續傳遞，因此，表面波可以檢測其他波式 較難到達之區域。圖 3-26 雷利波示意圖
（資料來源：GE 使用手冊）
4. 平板波（plate wave） 平板波又稱蘭姆波（Lamb Wave），其於材料厚度極薄時產生，蘭姆波係 遍及整個材料板厚度的複合振動，其傳遞受材料密度及彈性的影響，同時亦受 頻率及板厚的影響。當聲波以某個特定入射角，而其聲速在該入射角度的水平 分量等於音波在材料中的傳遞速度時產生藍姆波。藍姆波具數種質點振盪模式， 通常分為粒子運動方向與中心軸對稱及不對稱兩種，圖 3-27(a)為對稱藍姆波 沿受檢物中心軸以對稱的方式移動，有時稱為擴張波，因為波的運動模式就像 在擴張及壓縮平板一樣，通常是激發波動的力平行於平板時產生，圖 3-27(b) 為非對稱藍姆波常又叫做彎曲波，因粒子大部分沿中心軸產生剪力方向的位移， 僅少部分平行於平板，在這個模式下平板的上下表面會產生同方向的位移。 (a)擴張波 (b)彎曲波
圖 3-27 藍姆波示意圖
（資料來源：本研究自行整理）
超音波設備依訊號接收方式不同，可分為脈波反射法（Reflection Method） 及脈波穿透法（Through Transmission Method），詳細內容如下：
1. 脈波反射法（Reflection Method） 將超音波傳入檢測物件，當檢測物中有缺陷時，超音波即折回，其他超音 波則到底面再折回，兩者差異，形成兩個不同時間的反射波（如圖 3-28 所示）， 反射波的大小是縱軸上的高低，差異的時間可在橫軸上得知，由此可判斷缺陷 的位置及大小。
圖 3-28 脈波反射法示意圖
（資料來源：本研究自行整理）
2. 脈波穿透法（Through Transmission Method）
利用超音波穿透檢測物，測量超音波透過檢測物後之強度，判斷是否具有 缺陷存在，其方法係由一個探頭發射超音波，而在檢測物的對邊、側邊等位置， 以另一個探頭接收超音波訊號，當檢測物中無缺陷，可接收到較高的訊號高度； 若有缺陷，則傳送時部分音波為缺陷所反射，因而接收到較低的訊號高度。
依照超音波探頭之佈設位置的不同，其量測方式分為直接傳遞法、半直接 傳遞法及間接傳遞法，如下： (1) 直接傳遞法 該方法係將激發端與接收端分別佈置於待測試體兩側（如圖 3-29 所示）， 此種配置方式，由於應力波傳遞路徑最為明確，且接收端擷取所得之脈衝 能量最大，因此所測得之波速值較另二種方法為準確。 (2) 半直接傳遞法 該方法將探頭分別佈置於待量測物之相鄰表面上（如圖 3-29 所示），雖採 此方法仍可得到波速值，但相較於直接量測式而言，該方法應力波之傳遞 路徑較不明確，且應力波非直接傳遞，使得其脈衝能量衰減較為嚴重，使 用上應盡量避免二探頭相距過遠，以防止接收端探頭無法偵側到脈衝訊 號。 (3) 間接傳遞法 該方法係將二探頭佈置於同一平面上量測（如圖 3-29 所示），採用此方法 脈衝能量衰減現象最為嚴重，且將有最大誤差及容易受表層介質之影響， 需導入特定程序進行修正，以獲致正確波速值。採用該量測方法是為因應 量測環境受限之狀況，並為最終可取得波速資料之方法。
圖 3-29 超音波探頭佈置之量測方法
二、超音波波速檢測法應用範圍 1. 適用範圍： 耐燃裝修材料（單一材料）、防火被覆類（防火板）、防火玻璃類、水泥板（磚）、 木頭及板材類之建材。 2. 設備規格： (1) 工作頻寬須：10~300 kHz。 (2) 超音波波速量測範圍：1000 – 9999 m/s。 (3) 探頭型式：乾點式（不需耦合劑）縱波（P 波）探頭及乾點式（不需耦合 劑）橫波（S 波）探頭。 (4) 傳遞模式：穿透模式（Through Transmission）。 (5) 量測結果顯示：A-Scan 顯示。 3. 量測方法： (1) 防火被覆類（防火板） a. 超音波量測須預先選定試體表面足具代表性之區域，使用超音波量測 其波速（P 波及 S 波）。 b. 樓板及牆面之超音波量測：在每邊長 300 mm 之正方形或等面積之區 域內至少以超音波設備量測 4 個均衡對稱點之超音波波速，並以平均 波速設表示該區域之波速。 c. 樑、柱及斜撐之超音波量測：以超音波設備量在其週長表面上選擇代 表性位置量測，樑、柱及斜撐每長 300 mm 處，樑面、柱及斜撐面之 各表面取 6 個位置之波速平均值為該長度之代表波速速。
(2) 防火玻璃類 a. 各式防火玻璃量測位置如圖 3-30 所示，其測點位置至少距邊緣 100 mm 以上，每片玻璃以超音波設備測量 5 個位置，分別量測 P 波及 S 波波 速，量測結果取其平均值。
圖 3-30 防火玻璃量測位置
（資料來源：本研究自行整理）
(3) 水泥板（磚）、木頭及板材類 (1) 各式水泥板（磚）、木頭及板材類之建材，其一組件至少測量 5 個位置， 其測點位置至少距邊緣 100 mm 以上，分別量測 P 波及 S 波波速，量 測結果取其平均值。三、超音波測厚量測法應用範圍 1. 適用範圍： 適用於各式金屬材料，如：鋼材類、鐵類、鋁合金類等。 2. 設備規格： (1) 量測材料：各式金屬材料。 (2) 量測厚度範圍：0.5~25 mm。 (3) 解析度：0.01 mm 及 0.1 mm。 3. 量測方法： (1) 針對已知待測材料種類，超音波測厚設備將可依該項材料之波速進行測厚， 若為未知之材料，則以 X 射線螢光光譜儀（XRF）進行判別，再設定波 速，即可測得材料厚度。
四、試驗記錄 本研究團隊蒐集市面上常使用之防火玻璃、各式板材，以超音波量測設備進 行量測，表 3-6 為防火玻璃及各式板材超音波量測結果，結果顯示不同材料之防 火玻璃具明顯差異，而相同型式之不同厚度防火玻璃亦有明顯差異；板材類相同 製造商之建材量測結果皆相似，因此，防火玻璃及板材類建材可使用超音波量測 進行查核。
表 3-6 防火玻璃及各式板材超音波波速量測結果
項次 材料種類 P 波速 S 波速 1 複層式玻璃(厚度 17mm) 3941±173 1278±20 2 複層式玻璃(厚度 25mm) 4374±137 1825±33 3 三層式玻璃(厚度 16mm) 2712±33 1026±11 4 三層式玻璃(厚度 25mm) 2272±17 - 5 三層式玻璃(厚度 28mm) 2191±25 - 6 三層式玻璃(厚度 31mm) 2147±22 - 7 石膏板(a)-1(厚度 9mm) 1629±15 1069±11 8 石膏板(a)-2(厚度 9mm) 1629±28 1111±17 9 石膏板(b)-1(厚度 9mm) 1774±33 1079±19 10 石膏板(b)-2(厚度 9mm) 1731±0 1064±11 11 矽酸鈣板-1(厚度 9mm) 1667±37 1148±27 12 矽酸鈣板-2(厚度 9mm) 1655±17 1131±24 13 矽酸鈣板-1(厚度 6mm) 1820±66 1111±0 14 矽酸鈣板-2(厚度 6mm) 1841±31 1147±51 15 纖維板-1(厚度 6mm) 1205±20 875±7 16 纖維板-2(厚度 6mm) 1246±33 907±18 17 氧化鎂-1(厚度 4mm) 2857±0 1669±70 18 氧化鎂-2(厚度 4mm) 2730±110 1591±81（資料來源：本研究自行整理）
第四節 熱重分析法
一、檢測原理
熱重量分析儀（Thermogravimetric Analyzer, TGA）是用於量測樣品材料在 特定溫度條件下的重量變化情形的儀器（如圖 3-31 所示）。其主要原理係將樣品 置於一可控制升溫、降溫或恆溫的加熱爐中，通入固定的環境氣體下（例如：氮 氣或氧氣），當溫度上升至樣品中某一材料成分的蒸發溫度、裂解溫度、氧化溫 度時，樣品會因為蒸發、裂解、氧化而造成重量的損失，記錄樣品隨溫度或時間 的重量的變化，即可判定材料的裂解溫度、熱穩定性、成分比例、樣品純度、水 份含量、還原溫度及材料的抗氧化性等特性。由於材料的不同，在升溫過程中反 應的時間以及重量損失的百分比會有所不同，可使不同材料有明顯的鑑別力，相 同材料的成分相同，在進行試驗時，反應的溫度及重量損失的百分比應相同，可 使相同材料具再現性之能力。
圖 3-31 熱重分析儀設備示意圖
（資料來源：本研究自行整理）
熱重分析儀裝置包括爐體、天平、降溫裝置、樣品盤及氣體，各項詳細說明 如下： 1. 爐體及溫度感測器 爐體及溫度感測器為控制溫度重要元件，爐體將直接影響溫度的準確度及升 溫的速率。 2. 天平 為準確測得質量變化，天平需要極高的靈敏度及穩定度，天平靈敏度及穩定 度越高，其偵測極限越小，為達高靈敏度與穩定度，須將天平室與加熱爐體隔離， 天平將不會受爐體溫度改變之影響，亦可降低雜訊，並提高穩定度。 3. 降溫裝置 TGA 試驗溫度皆相當高，降溫速率之快慢將影響實驗效率，最常見的降溫 方式為液體循環冷卻及氣體冷卻，其中液體循環冷卻之設計係為液體於爐體外圍 管路循環冷卻；而氣體冷卻為使爐體曝於大量惰性氣體下降溫。 4. 樣品盤 樣品盤為 TGA 唯一與樣品接觸之部分，由於樣品種類繁多、性質差異極大， 且操作溫度均高，因此，樣品盤材質應具耐腐蝕、抗氧化、耐酸鹼及易清理等特 質，最常用之材質為白金及陶瓷盤。 5. 氣體
TGA 使用兩種氣體：(1)保護性氣體（Protect gas）、(2)反應性氣體（Reactive gas），保護性氣體為使天平處於一特定環境下，且不受樣品裂解出之氣體影響， 常用的氣體為 N2，而反應性氣體為使樣品可以處於一特定環境下，如：分析樣
二、應用範圍 1. 適用範圍： 防火被覆之防火漆類、貫穿部之防火泥、填縫劑、防火帶等及遮煙門之遮煙 條等。 2. 量測方法： (1) 通入氮氣為反應氣體，反應過程不與空氣接觸將可觀察材料本身熱解反 應。 (2) 起始溫度為 40 ℃、目標溫度為 1000 ℃、升溫速率為 20 ℃/min。 (3) 紀錄熱重曲線（TG）及熱重微分曲線（DTG），並記錄熱解溫度。 三、試驗記錄 本研究團隊蒐集彙整市面上常見防火漆及貫穿部之防火材料，並至數個施工 現場進行採樣，採樣項目包含防火泥、防火帶、防火漆、防火被覆等，圖 3-32 至圖 3-39 為至施工現場採樣及訪查之照片，亦蒐集我國市面上常使用之遮煙條、 膨脹條、防火漆、防火泥、防火帶、防火片板、填縫膠、阻火發泡劑等材料，將 以熱重分析儀（TGA）進行試驗。 表 3-7 為各式材料熱解溫度，第 1 項至第 3 項為防火被覆之防火漆材料，第 3 項為混合兩種防火漆之結果（如圖 3-40 至圖 3-42 所示），防火漆(a)熱解溫度為 243.26、334.08、454.83℃，防火漆(b)熱解溫度為 166.41、332.56、412.96℃，防 火漆(a)+(b)熱解溫度為 251.53、338.19、419.10℃，其結果顯示混合防火漆將與 原防火漆產生明顯差異。第 4 項至第 20 項為貫穿部使用之防火材料，其結果顯 示同品項防火建材皆產生不同熱解溫度。第 21 項至第 22 項為防火門使用之遮煙 條，其亦可產生不同熱解溫度。因此，防火漆、防火泥、防火帶等項目皆可使用 熱重分析儀（TGA）進行查核，其可藉由各式防火材料具不同熱解溫度進行辨識。 圖 3-43 至圖 3-58 為各式防火材料圖。
