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研究生: 蘇芷瑤
Su, Chih-Yao
論文名稱: 自動撒水系統對單一居室火場降溫之實例研究
The Case Studies of Single-Room Fires with Automatic Sprinkler System
指導教授: 鍾興陽
Chung, Hsing-Yang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 129
中文關鍵詞: 火災居室自動撒水系統數值模擬
外文關鍵詞: Fire, Room, Automatic Sprinkler System, Numerical Simulation
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  • 火災一旦發生,往往造成嚴重的生命與財產損失,因此,能在火災發生初期抑制火勢之自動撒水系統,對於居室火災安全扮演著非常重要的角色。本研究首先利用火災模擬軟體FDS模擬實尺寸實驗屋火災,以驗證FDS撒水頭模式之準確性與合理性,接著利用FDS模擬不同火場參數之辦公室火災情境,探討有無撒水系統的設置對火災熱釋放率、空氣溫度之差異性以及對人員安全之危害程度,在瞭解FDS在撒水系統模擬之功能後,再進而模擬自動撒水系統對住宅廚房火災延燒之降溫效能,並探討撒水頭數量與配置的不同,對火場降溫成效的差異性及其溫度對人員安全之危害情形。撒水系統的設置,能降低空氣溫度以達到延遲和阻止火場發生閃燃,進而爭取人員更多逃生時間。在廚房撒水頭數量與配置研究案例的FDS模擬中,假設撒水頭水源不虞匱乏,由2000秒後火場上層與下層空氣穩態溫度的模擬結果顯示:依照規範計算所得之三顆撒水頭配置其大部分對火場的降溫效能較單顆與兩顆撒水頭的配置為顯著。

    Once a fire occurs, it usually causes serious casualty and property losses. Therefore, automatic sprinkler system which can suppress fire at the very beginning plays an important role for building fire safety. In this study, a fire simulation software FDS was utilized to simulate a full-scale experimental house on fire in order to verify the correctness and rationality of the FDS sprinkler model. Various office fire scenarios with or without installation of automatic sprinkler system were simulated by FDS to investigate the danger level to personnel safety and the differences of heat release rate and air temperature. After knowing the capabilities of automatic sprinkler system simulations by FDS, the temperature decrease effectivenesses of using different sprinkler number and various sprinkler arrangements for residential kitchen fires were investigated. Using automatic sprinkler system could decrease the air temeperature and coud delay or stop flashover in fire. Therefore, more escape time can be extended for personnel in fire. Assuming the sprinklers can provide water continuously, the FDS simulations of sprinkler number and arrangement for a residential kitchen case study show that the temperature decrease effectivenesses of most three sprinkler arrangements calculated by code are more notable than the one and two sprinkler arrangements according to the simulation results of the upper and lower air temperatures after 2000 seconds.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VII 符號說明 X 第一章 緒論 1 1.1 研究動機及目的 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究方法及內容 4 1.4 研究架構及流程 6 第二章 自動撒水系統 8 2.1 前言 8 2.2 撒水系統之類型與特性 8 2.3 撒水頭之分類 10 2.4 撒水頭之作動原理 12 2.5 撒水頭設置標準 13 第三章 數值分析方法與驗證 18 3.1 前言 18 3.2 火災模擬方法 18 3.3 火災模擬軟體FDS介紹 19 3.4 火災模擬軟體FDS驗證 24 3.4.1 模型參數說明 24 3.4.2 分析結果 25 第四章 自動撒水系統之單一居室數值模擬 38 4.1 單一居室火災模型建構及參數設定 38 4.2 模擬結果分析 40 4.2.1 火災規模的影響 41 4.2.2 火源位置的影響 44 4.2.3 開口因子的影響 49 4.2.4 撒水頭損壞個數的影響 53 4.3 小結 55 第五章 自動撒水系統配置之案例研究 83 5.1 案例介紹 83 5.1.1 住宅廚房火災情境建立及參數設定 83 5.1.2 案例分析說明 85 5.2 模擬結果分析 86 5.2.1 單顆撒水頭之降溫效能 86 5.2.2 兩顆撒水頭配置之降溫效能比較 88 5.2.3 三顆撒水頭配置之降溫效能比較 90 5.2.4 撒水頭數量與配置之降溫效能比較 92 5.3 小結 96 第六章 結論與建議 120 6.1 結論 120 6.2 建議 124 參考文獻 126 自述 129

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