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研究生: 蔡宜霖
Tsai, Yi-Lin
論文名稱: 火災模擬與實尺寸燃燒驗證之比較研究-以原台南愛國婦人會館為例
Assessment of numerical modelling and experimental data for full-scale fire scenario – A case study of former Tainan Patriotic Woman Hall
指導教授: 曾俊達
Tzeng, Chun-Ta
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 古蹟歷史建築火載量FDS模擬延燒潛勢預測模型
外文關鍵詞: Heritage, Historical buildings, Potential fire hazard, Fire load, FDS simulation, Predicted model
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  • 古蹟及歷史建築擁有不可再現的重要價值,為了將寶貴資產的災害風險降至可控制範圍,目前在國際間的發展大致可分為性能式設計與建築防火管理兩個層面,其中性能式設計可透過防火基礎資料模擬古蹟火災潛勢,以積極有效的防火管理手段降低古蹟遭受火害的風險,本文則為現況之風險分析。
    本研究以「日式木構造建築火災延燒潛勢預測模型之建構」為研究主題,以台南市定古蹟-原台南愛國婦人會館作為調查基礎,研析古蹟及歷史建築火場模擬之重建要素,透過本土古蹟及歷史建築個案調查,分析日式木構造之可燃物種類、數量及分佈,並進行可燃物之熱性質分析實驗,以作為建立FDS(Fire Dynamics Simulator)火災潛勢預估模擬之重要參數依據。
    本研究得知,火災初期之發展速度非常迅速,而模擬結果較實際實驗結果在火災初期之發展呈現延遲現象,延遲現象與火源之成長趨勢有相當大的關係,若僅憑模擬結果預測火災潛勢,易造成火災危險度之低估。但由FDS與實驗結果分析後,其火災成長趨勢、偵煙器與撒水頭之作動時間趨勢大致相同。

    This research aims at modelling the potential fire hazard of Japanese wooden buildings. The basic investigation of the qualified Tainan City Heritage, Former Tainan patriotic woman hall, was conducted for analyzing the main factors of fire hazard, including the types, quantities and distribution of the flammable materials. Several experiments were conducted to analyze the thermal specifics of the flammable materials of which were main parameters for modelling the prediction of fire hazard. According to this research, it was found that fire developed rapidly at the initial stage based on the actual experiment. Nevertheless, the simulating results revealed delay of time for the fire development. It could be underestimated for the fire hazard while depending merely on the simulation. For the fire developing trends, acting time of smoke detectors and sprinklers, the results of predicting simulations and actual experiments achieve a great agreement.

    第一章 緒論 1 1-1研究動機與目的 1 1-1-1研究動機 1 1-1-2研究目的 2 1-2研究範圍與內容 3 1-2-1研究範圍 3 1-2-2研究內容 3 1-3研究方法與流程 5 1-3-1研究方法 5 1-3-2研究流程 6 第二章 文獻回顧 7 2-1前言 7 2-2 FDS數值模擬軟體 7 2-2-1 FDS數值模擬軟體簡介及架構 7 2-2-2 FDS數值模擬應用及其限制 9 2-2-3 FDS數值模擬設定與準確度 10 2-3實尺寸燃燒實驗 12 2-3-1 10-MW大尺度燃燒分析裝置 12 2-3-2熱釋放率量測方式 13 2-3-3熱釋放率曲線特性說明 14 2-4小結 14 第三章 火載量熱性質實驗 15 3-1前言 15 3-2材料燃燒熱釋放率量測實驗 15 3-2-1實驗設備簡介 15 3-2-2實驗方法 18 3-2-3實驗結果 19 3-3材料熱傳導係數量測實驗 23 3-3-1實驗設備簡介 23 3-3-2實驗方法 24 3-3-3實驗結果 24 3-4可燃物燃燒熱釋放率量測實驗 25 3-4-1實驗設備簡介 25 3-4-2實驗方法 26 3-4-3實驗結果 28 3-5小結 36 第四章 以FDS模擬可動火載量實尺寸燃燒實驗 37 4-1前言 37 4-2模擬場景描述 37 4-3格點設定分析 39 4-4火源尺寸設定分析 42 4-5材料熱性質參數設定 43 4-6 FDS火災預測模型與模擬結果 44 4-7小結 46 第五章 木構造實尺寸燃燒實驗 47 5-1前言 47 5-2實驗規劃 47 5-3實尺寸實驗之量測系統 50 5-3-1溫度量測 50 5-3-2煙層高度量測 51 5-3-3影像記錄 52 5-3-4數據擷取系統 52 5-4實驗結果整理 53 5-4-1實驗過程觀察記錄 53 5-4-2實驗溫度整理 56 5-4-3實驗燃燒熱釋放率整理 59 5-5小結 60 第六章 實驗與模擬結果分析討論 61 6-1 前言 61 6-2火災發生歷程討論 61 6-2-1實尺寸實驗與smoke view火場發展趨勢比較 61 6-2-2撒水設備作動時機 63 6-2-3偵煙器作動時機 63 6-3熱釋放率趨勢比較分析 64 6-4溫度趨勢比較分析 65 第七章 結論與建議 69 7-1結論 69 7-2建議 70 參考文獻 71

    中文文獻
    C01:吳浚鎬,《古蹟火載量及火害風險調查研究-以臺南水仙宮為例》,
    國立成功大學建築研究所,2009.6
    C02:黃雄義,《以FDS預測ISO 9705 房間試驗火場情境之可行性研究》,
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    C05:《建築物室內裝修火載量評估技術研究》,內政部建築研究所,
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    C06:《性能設計與設計火源檢證研究-火載量與閃燃時間評估在性能法規
    上之應用研究》,內政部建築研究所,094-301070000-G1009,2005。
    C07:李訓谷,《大空間中庭建築性能式煙控系統設計分析》,中山大學機
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    C08:陳建忠等人,《圓錐量熱儀之發展與應用》,中華民國力學學會,105期會訊,專題報導,2003.12
    英文文獻
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    下載圖示 校內:2019-06-21公開
    校外:2019-06-21公開
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