臺灣博碩士論文加值系統

台灣觀光運輸模式，仍以大型巴士為主，往來各地縣市的風景區。搭乘人員以老人的廟宇旅行團及兒童的戶外教學比例最高。搭乘人員逃生能力較為不足，若發生車輛火災事故，傷亡風險因素相對提高。
本案例火警發生在105年7月19日下午12點50分左右，位在桃園市大園區國道2號2.9公里西向，一輛行駛中的遊覽車有起火現象，後方車輛發現後即刻報警，遊覽車邊行進邊冒出濃煙，在冒出濃煙後行駛一段路程，即撞上國道上的護欄而停下，但車內的火焰仍持續延燒，雖有熱心路人見狀進行破窗，並試圖搶救，消防局據後報趕往灌救，12分鐘內就撲滅火勢，但因火勢迅速竄燒，且車內左側逃生門無法開啟，而右側出入口被擦撞的護欄卡死也無法開啟，造成車內無人逃出，連同司機共26人，全部罹難。本研究是以實際案例為對象，利用NIST(National Institute of Standards and Technology)所發展的FDS(Fire Dynamics Simulator)來進行災害模擬，探討當火災發生時火場之煙流、二氧化碳濃度及氣層高度等變化，以瞭解火場中各區域溫度傳播、濃煙擴散等情況，探討相關參數對火災的影響，並將模擬結果做驗證，針對容易發生危害的部份加以改善。模擬結果可望在車輛防火工程上有參考價值，讓設計者能在設計時，可以針對防火材質及逃生規劃加以考量，以降低財產的損失及人員的傷亡。

It is the large bus that dominated the tourism mode in Taiwan still, between the counties and cities around the scenic area in Taiwan. The elderly persons for the temple tours and school-age children for outdoor teaching are the major proportion for the buses taking. In the event of a fire accident, casualty risk factors relatively increase.
The case occurred at about 12:50 pm on July 19, 2016, on the 2nd Highway, 2.9 km westbound, located in Taoyuan City. A driving tour bus had a fire phenomenon, The vehicle at the rear immediately reported the fire, The tour bus kept going a distance while the smoke emerging until hitting the fence of the highway, the flame soon swallowed the whole tour bus, and although enthusiastic passers broke the windows of the tour bus, trying to rescue the tourists, the Fire Department was reported and rushed to rescue, they extinguish the fire in 12 minutes, because of the rapid fire, the emergency exit door on the left side of the tour bus could not be opened and the entrance door on the right hand side of the tour bus was blocked by the fence that was hit on, no one escaped from the tour bus, including the tour bus driver together with all tourists, a total of 26 people were all killed.
This study is based on the actual case, using the FDS (Fire Dynamics Simulator) developed by NIST (National Institute of Standards and Technology) to carry out disaster simulation, to study the fire smoke flow, carbon dioxide concentration and gas level changes when gets fire, to understand the temperature in the fire spreads in each region, smoke spreads and so on, and to study the influence of the relevant parameters on the fire, and to verify the simulation results.
Hope to improve the parts that are easy to be harmed. Simulation results are expected to be valuable for fire protection projects in vehicles, so that designers can consider to use for fire prevention materials and escape planning to be taken when designing, to reduce the loss of property and personal injury.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii


第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 4
1.3 研究方法 5
1.4 研究流程 7
1.5 論文規劃 9
1.6 論文貢獻 13
第二章 數學模式與消防法規介紹 14
2.1 場模式（Field Model）FDS軟體說明 14
2.1.1 連續方程式 16
2.1.2 能量守恆方程式 17
2.2 火災與火的燃燒原理 18
2.2.1 火災的意義 18
2.2.2 燃燒的原理 19
2.3 溫度與濃煙的危害 23
2.3.1火災對人的危害 25
2.3.3火災情境分析 27
2.4 國內外重大車輛火災案例說明 29
2.5 車輛火災原因分析 40
第三章 研究案例模擬分析 44
3.1案例背景說明 44
3.2火災模型建構與模擬 50
3.2.1火場規劃 50
3.2.2 模型建立 56
3.3數值穩定性討論 52
3.3.1 FDS格點系統 52
3.3.2格點獨立性探討 54
3.3.3數值穩定性討論 55
3.3.4 FDS+EVAC 避難逃生模組 59

第四章 結果與討論 63
4.1火場重現(Base case)探討 63
4.1.1 Base case 火場驗證 64
4.1.2 Base Case CO濃度探討 70
4.1.3 Base Case 溫度探討 71
4.1.4 Base Case 氣層高度探討 72
4.1.5 Base Case EVAC逃生避難探討 72
4.1.6 Base Case 模擬暫態探討 73
4.2 Case A（於Base Case車窗玻璃開口打開）之探討 77
4.2.1 Case A1（玻璃全開） 77
4.2.2 Case A2（左側車窗全開） 80
4.2.3 Case A3（右側車窗全開） 82
4.3 Case B（Base Case逃生門開口狀態）之探討 85
4.3.1 Case B1（逃生門全開） 85
4.3.2 Case B2（前側逃生門全開） 87
4.3.3 Case B3（後側逃生門全開） 90
4.4 Case C（Base Case 材質變更）之探討 93
4.4.1 Case C1（變更為防火材質） 93
4.4.2 Case C2（變更為鐵椅） 95
4.4.3 Case C3（變更為塑膠材質） 97
第五章 結論 100
5.1傷亡成因探討 100
5.2各CASE 之模擬結果綜合分析 100
5.3建議 101
參考文獻 102
委員提問及建議 110

【1】 交通部網頁http://www.motc.gov.tw
【2】 內政部消防署網頁“http://www.nfa.gov.tw/”
【3】 陳志豪，汽油燃料自小客車火災原因調查分析之研究，碩士論文，中央警察大學消防科學研究所，台北，2012。
【4】 耿惠民，汽車火災的研究，公安部天津消防研究所，天津，2012。
【5】 周文智，赴美國研習火災調查鑑定技術，內政部消防署，台北，2010。
【6】 Zhiqiang Zhai, Qingyan (Yan) Chen, 〝Numerical determination and treatment of convective heat transfer coefficient in the coupled building energy and CFD simulation 〞Building and Environment, pp.1001-1009, 2004.
【7】 Noah L. Ryder, Jason A. Sutula, Christopher F. Schemel, Andrew J. Hamer, Vincent Van Brunt, 〝Consequence modeling using the fire dynamics simulator〞, Journal of Hazardous Materials, pp.149-154, 2004.
【8】 美國國家標準局建築物及火災實驗室網頁〝http://cast.nist.gov./
【9】 John H. Mammoser III, Francine Battaglia, 〝A computational study on the use of balconies to reduce flame spread in high-rise apartment fires〞, Fire Safety Journal, pp.277-296, 2004.
【10】 J.H.Klote, 〝Prediction of Smoke Movement in Atria:Part I-Physical Concepts〞, ASHRAE Transactions, pp.103, 1997.
【11】 J.G. Quintiere,〝Chemistry and Physics of Fire〞, Principle of Fire Behavior, pp.77-99, 1998.
【12】 J.G. Quintiere, 〝Fire Growth〞, Fire Technology First Quarter, pp.7-31,1997.
【13】 林誠興，陳建源，載上堉，「三度矩形空間火災高溫流場分析」， Proceedings Symposium on Transport Phenomena and Applications Taipei , November 1997.
【14】 林誠興，莊明翰，「泰山鄉火災區域模式中探測器對逃生路線/時間影響評估」，燃燒學會、民航學會、航太學會學術聯合會議，CI355～362，民國90年3 月。
【15】 林誠興，陳建源，「巨星鑽KTV 火災動態電腦模擬」，兩岸科技交流研討會，1998 年6 月。
【16】 林誠興，陳建源，「巨星鑽KTV 火災場模式電腦模擬」，第五屆全國計算流體力學學術研討會，1998 年8 月。
【17】 林誠興，陳建源，張志豪，「論情西餐廳火災區域模式火場電腦模擬」，中國機械工程學會全國學術研討會，民國87 年11 月。
【18】 林誠興，張志豪，黃崇豪，「衛爾康西餐廳區域模式火災模擬分析」，第23屆全國力學會議，p85（1999）。
【19】 林誠興，王士承，胡培堯，「卡爾登理容院火區域模式火電腦模擬」，第23- 21 5 -屆全國力學會議，p77（1999）。
【20】 J.G. Quintiere， “Fire Growth”， Fire Technology First Quarter， 1997， pp.7-31.
【21】 K. Kawagoe， “Fire Behaviour in Rooms”， Building Research Institute ， Report No 27， Tokyo， 1958.
【22】 Y. HE， “ON Experimental Data Date Reduction for Zone Model Validation”， Center for Environmental Safety and Risk Engineering Victoria University of Technology P.O. Box 14428， MCMC，1997.
【23】 M. Poreh ， S. Trebukov， “Wind effects on smoke motion in buildings”， Fire Safety Journal Vol.35 ， pp. 257-273 ，2000.
【24】 NFPA Performance-Based Support Team, Performance-Based Codes &Standards Preparation, National Fire Protection Association,Quincy MA,(1999)
【25】 Dr Charles Fleischmann，“FLAMMABILITY OF UPHOLSTERED FURNITURE USING THE CONE CALORIMETER”
【26】 W.K. Chow， “An Approach for Evaluating Fire Zone Models”， Journal of Fire Sciences， vol.16， pp25-31， 1998.
【27】 W.K. Chow， “Study on the Flashover Criteria for Compartmental Fires”， Journal of Fire Sciences， vol. 16， no.5， pp95-106， 1998.
【28】 R.D.Peacock， P.A. Reneke， R.W.Bukowski and V. Babrauskas， “Defining flashover for fire hazard calculations”， Fire Safety Journal Vol. 32 ， pp. 331-345 ， 1999.
【29】 K.B. McGrattan, G.P.Forney,J.E.Floyd and S.Hostikka,“Fire Dynamics Simulator(Version5 ), User’s Guide,”NIST SpecialPublication 1019-5,NIST, (2010).
【30】 Fire Dynamics Simulator (FDS) and Smokeview, http://www.fire.nist.gov/fds/.
【31】 Building and Fire Research laboratory NIST, http://www.bfrl.nist.gov/
【32】 McGrattan, K. B., Baum, H. R., Rehm, R. G.,“Large Eddy Simulationof Smoke Movement”, Fire Safety Journal, pp. 161-178. 1998
【33】 中華民國內政部建築研究所 http://www.abri.gov.tw/
【34】 王證雄，「大邱地鐵火災事件省思－緊急事故之搶救對策」，捷運技術半年刊，第二十九期，61頁，2003。
【35】 吳武泰，「大邱地鐵火災事件省思－消防法規之檢討」，捷運技術半年刊，第二十九期，129～130頁，2003。
【36】 桃園市消防局火災出動觀察紀錄
【37】 新聞媒體: ET-Today、TVBS、中央社、聯合晚報、台視新聞、華視新聞、蘋果日報、Youtube。
【38】 Jinsong Hua， Jian Wang， Kurichi Kumar， “A numerical study of atrium fires using deterministic models”， Fire Safety Journal， 33: 213-229， 1999.
【39】 Helbing, D., Farkas, I., Molnar, P., and Vicsek, T., “Simulating of Pedestrian Crowds in Normal and Evacuation Situations”, Pedestrian and Evacuation Dynamics, Schreckenberg, M. and Sharma, S.D. (eds.), Springer, Berlin, 2002, pp.21-58.
【40】 Werner, T., and Helbing, D., “The social foece pedestrian model applied to real life scenarios”, Pedestrian and Evacuation Dynamics – Proceedings of the Seconnd International Conference, Ueniversity of Greenwith, London, 2003, pp. 17-26.
【41】 Timo Korhone, Simo Hostikka, “Fire Dynamics Simulator with Evacuation:FDS+Evac Technical Reference and User,s Guide”, VTT Technical Reference Centre of Finland, 2010.
【42】 Langston, P.A., Masling, R., and Asmar, B.N., “Crowd dynamics discrete element multi-circle model”, Safety Science 44: 395-417 (2006).
【43】 Korhonen, T., Hostikka, S., Heliovaara, S., Ehtamo, H., and Matikainen, K.,“Integration of an Agent Based Evacuation Simulation and the Stae-of-the-Art Fir 125 Simulation”, Proceedings of the 7th Asia-Oceania Symposium on Fire Science & Technology, 20-22 September, 2007, Hong Kong, (in print).
【44】 Korhonen, T., Hostikka, S., Heliovaara, S., Ehtamo, H., and Matikainen, K.,“FDS+Evac: Evacuation Module for Fire Dynamics Simulator”, Proceedings of the Interflam2007: 11th International Coference on Fire Science and Engineering, Interscience Communcations Limited, London, UK, pp. 1443-1448 (2007).
【45】 Korhonen, T., Hostikka, S., Heliovaara, S., Ehtamo, H., “FDS+Evac: Modelling Social Interactions in Fire Evacuation”, Proceedings of the 7th International Coference on Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods, SFPE, Bethesda, MD, USA, pp. 241-250 (2008).
【46】 Korhonen, T., Hostikka, S., Heliovaara, S., Ehtamo, H., “FDS+Evac: An Agent Based Fire Evacuation Model”, Proceedings of the 4th International Coference on Pedestrian and Evacuation Dynamics, February 27-29, 2008, Wuppertal, Germany.
【47】 Purser D.A., “Toxicity Assessment of Combustion Products”, in SFPE Handbook of Fire Protection Engeering, 2nd, National Fire Protection Association, MA, 1995.
【48】 內政部消防署，「各消防機關救災救護指揮中心作業規定」2002 年
【49】 火災學（含概要）: 2 版， 作者：鼎文書局，編者：普羅米修斯
【50】 玻璃世界GLASS WORLD，2002年3月10日出版，第94期月刊。
【51】 玻璃世界GLASS WORLD，2002年4月10日出版，第95期月刊。
【52】 段維新、連智偉，“氧化鋁對硼矽玻璃燒結行為與介電性質的影響”，國立台灣大學材料科學及工程研究所碩士論文。
【53】 中華民國熱浸鍍鋅協會〝http://www.galtw.org.tw/
【54】 煙囪效應 - 5 月26 日，陳儀珊、吳仁捷(2008)，自由電子
【55】 桃園地檢署火燒遊覽車事故致26人死亡案件調查報告