自然煙控設計與法規合理性數值研究

Numerical Study Of Passive Smoke Control Systems

林漢修(H.H.Lin)

指導教授 ： 林誠興

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(2000年)

摘要

近幾年來台灣工商業蓬勃發展，建築技術日益發達，高樓紛紛林立，但每年因建築物火災造成人員傷亡及財物損失卻居高不下，凸顯我國對於建築物火災預防工作尚未成熟。火災所產生的高溫及大量濃煙毒物，為奪取人命的主要因素。而若能將火災模擬程式，應用到國內所發生的火災，確實瞭解高溫火場之溫度變化、煙層流動，不但可預測有效安全逃生時間，並可節省全尺寸模擬的大量花費。本研究是採用美國標準局火災實驗室所發展出來的軟體CFAST來分析81年8月28日在台北市六福大樓麗晶歌廳火災發生所造成警消3死3傷的災情，在考慮該火場發生與增設灑水系統及抽風設備的情況下，來分析火災發生時火場溫度分佈、濃煙分佈、煙層厚度等。此軟體能有效預測多房火災發生時的物理及化學現象，並可依照建築物內部設備，包括建築物的幾何形狀、通風設備、建築材料、各種家俱燃燒性質等，做一近似的設定，使火場模擬更為真實，提供迅速的預測工具。並同時利用火災場模式PHOENICS模擬香港工業技術大學公共建築工程學系所研究商業中心之不同體積天井結構其蓄煙過程，模擬在矩形空間有無自然式煙控系統且配合法規規定的情況下，來評估自然式煙控系統的可行性。其結果可提供消防安全設計與國內外相關法規本土化制定之參考。

關鍵字

自然煙控系統 ； 火災 ； 區域模式 ； 場模式

並列摘要

Fire simulation models can be divided into two categories-zone and field models. There have been many fire models developed for simulating building fires. This thesis uses fire zone model-CFAST （developed by National Institute of Standards and Technology, U.S.A.） to simulate a few building fire cases. Also, a popular computational fluid dynamic code-PHOENICS is used to perform field modeling of fires. The calculated results are in reasonable agreement with available information. Furthermore, analyze the design and operation strategies of building passive smoke control systems. A comparative study was conducted and localized so that relative codes and design standards can be reference. Qualitative and quantitative results are obtained to explore insight information regarding how to reduce�prevent the loss of human life and property.

並列關鍵字

Passive Smoke Contrl ； Fire ； Zone Model ； Field Model ； CFAST ； PHOENICS

參考文獻

【2】 W. W. JONES ,”A Multicompartment Model For the Spread of Fire, Smoke and Toxic Gases”, National Bureau of Standards ,Washington ,DC 20234,U.S.A.,1985.

【3】 K. Yang, T. Lloyd , A. Kanury and K. Satoh ,"Modeling of Turbulent Bouyant Flows in Aircraft Cabins" , Combustion Science and Technology ,Vol.39,pp.107-118,1984.

【5】 W.G. Bos,V.D. Elsen,C.J. Hoogendoorn, and F.L. Test,“Numerical Study of Stratification of a Smoke Layer in a Corridor”,Combustion Science and Technology,Vol.38,pp.243-277,1984.

【6】 W. K. Chow and W. M. Leung,“Solid-Wall Boundary Effect on a Building Fire Field Model”,Combustion Science and Technology,Vol.71,pp.77-93,1990.

【7】 A. C. Ku, M. L.Doria and J. R. Lloyd,“Numerical Modeling of Unsteady Buoyant Flows Generated by Fire in a Corridor”,16th Symposium（International）on Combustion,Combustion Institute,