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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:丁春能
研究生(外文):Chun-Neng Ting
論文名稱:挑高或大空間煙控系統性能設計與規格式法規分析之研究
論文名稱(外文):The Comparison Study on the Prescription- and Performance-based Designs of Smoke Control System in Atrium or Large Spaces
指導教授:陳俊勳陳俊勳引用關係
指導教授(外文):Chiun-Hsun Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:工學院碩士在職專班產業安全與防災學程
學門:環境保護學門
學類:環境防災學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:153
中文關鍵詞:挑高大空間煙控設計容積條例式性能設計
外文關鍵詞:atrialarge spacessmoke control designcapabilityPrescriptionPerformance-based Designs
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台灣各類建築物建造時其消防設計所遵循的火災安全法規為典型條例式(Prescription )法規,由於時代演進及經濟蓬勃發展,其建築物使用類型態日趨多變,對於具備中庭或挑高與大(開闊)空間之建築物而言,要一體適用辦公室或住宅等建築類似之條例式消防法規,作為其火災煙控系統設計之依據,實有其困難性,是類建築物如何利用性能式火災安全設計方法(performance-based fire safety design method) 來做為此類建築物之煙控系統設計依據,以符法規,此即本文之研究動機所在。又「各類場所消防安全設備設置標準」第189 條第7 款中規定:「前款之排煙機應能隨任一排煙口之開啟而動作,其排煙量不得小於每分鐘120 立方公尺,且在一防煙區劃時,不得小於該防煙區劃面積每平方公尺每分鐘1 立方公尺,在二區以上之防煙區劃時,應不得小於最大防煙區劃面積每平方公尺每分鐘2 立方公尺…」故照目前台灣現行法規中規定之排煙量,被認定為跟樓地板面積成直接正比例關係;然對於挑高或大空間寬廣建築物其容積大,蓄煙能力佳,是以,煙控設計與建築物容積之關係密不可分。此類特殊之建築形態,若使用防煙垂壁,或在其兩端造成壓力差以限制煙流動,是不可能也不切實際之作法,最為有效可行之煙控方式,善以大空間龐大之空間容量作為蓄煙之用。本文乃藉蒐集國內煙控系統性能設計案例比較分析,探究國內消防設計─排煙設備法規之問題,並期能對國內煙控系統設計及對國內排煙設備法規有所助益。
Traditionally, buildings in Taiwan have been designed to meet the requirements of prescriptive-based fire codes. However, these codes do not thoroughly take into account the intended use of a space, such as the open environments, large non-compartmented spaces and atria, and they are slow to catch up with the latest advanced technologies. For example, Article 189.1 (7) of the Standard for Installation of Fire Safety Equipments Based on Use and Occupancy states: “The above-mentioned induced draft fan shall be enabled to start running with the opening of any exhaust port, and its capability shall not be less than 120m3/min, and when placed in a smoke compartment, not less than 1m3/min for every square meter of the compartment; in two or more smoke-proof compartments, not less than 2m3/min for every square meter of the largest compartment. But when in a passage of an underground building, the total desmoke capability shall not be less than 600m3/min.” In other words, the exhausted volume of smoke has long been thought in proportion to the floor area. In fact, the smoke control design in large spaces and atria technically correlates closely with the volume of buildings, which can contain smoke instead of creating a pressure sandwich by using smoke curtain for exhausting smoke in the area of the fire to confine smoke into the fire origin. This thesis investigates and analyses the questions of the domestic fire and smoke management policies and criteria. Besides, the purpose of this research is to provide a solution to the current smoke exhaust design in buildings with large spaces and atria through a performance-based smoke control design method.
目 錄
中文摘要………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………Ⅱ
誌謝……………………………………………………………………Ⅳ
目錄……………………………………………………………………Ⅴ
表目錄…………………………………………………………………Ⅷ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅹ
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 研究範圍與限制………………………………………………3
1.2.1 研究範圍…………………………………………………3
1.2.2 研究限制…………………………………………………3
1.3 名詞定義、研究方法與研究步驟、流程……………………3
1.3.1 名詞定義…………………………………………………3
1.3.2 研究方法…………………………………………………4
1.3.3 研究步驟…………………………………………………6
1.3.4 災例分析與探討…………………………………………7
1.3.5文獻回顧 …………………………………………………8
第二章 挑高或大空間防火特性及煙控設計分析 ……………………14
2.1火災危險特性分析 ……………………………………………14
2.1.1空間特性介紹 ………………………………………………15
2.2 自然煙控設計方法……………………………………………18
2.3 強制煙控設計方法……………………………………………23
2.3.1 正負壓區劃煙控系統………………………………………24
2.3.2 機械式排煙煙控系統………………………………………24
2.4 法規對煙控系統之規定………………………………………28
2.4.1 我國各類場所消防安全設備設置標準……………………28
2.4.2 美國NBC法規………………………………………………30
2.4.3 美國UBC法規………………………………………………33
2.4.4 英國BR法規 ………………………………………………35

2.5 大空間或中庭挑高空間之煙控運用與設計…………………36
2.6 中庭建築物煙控設計…………………………………………37
2.6.1 國內煙焢性能設計替代方案問題與原由…………………39
2.6.2 縮小模型實驗………………………………………………40
2.6.3 代數方程式法………………………………………………40
2.6.4 電腦模擬 …………………………………………………41
2.6.5 全尺寸燃燒試驗……………………………………………44
第三章國內煙控系統性能式設計案例介紹……………………………48
3.1台北金融大樓股份有限公司 …………………………………48
3.1.1建築物特性 ………………………………………………48
3.1.2建築物防火避難設施及假想避難人數 …………………49
3.1.3消防安全設備種類與配置情形 …………………………50
3.1.4檢驗方法與工具 …………………………………………51
3.1.5火源及發煙源 ……………………………………………53
3.1.6性能設計原由 ……………………………………………55
3.1.7量測方法及實驗條件 ……………………………………55
3.1.8實驗結果及判斷基準 ……………………………………57
3.1.9結語 ………………………………………………………59
3.2中正國際機場第二期航站大廈北候機廊廳煙控 ……………59
3.2.1建築物概述 ………………………………………………60
3.2.2火災情境 …………………………………………………62
3.2.3量測方法、量測工具與設備 ……………………………64
3.2.4本煙控實驗人員配置 ……………………………………65
3.2.5實驗條件與判定基準 ……………………………………67
3.3台北市立體育場 ………………………………………………68
3.3.1建築物特性 ………………………………………………69
3.3.2建築物防火避難設施 ……………………………………72
3.3.3 煙控系統煙控設備之設置現況說明……………………73
3.3.4 人員動態避難電腦模擬說明……………………………77
3.3.5 火災情境中消防設備連動程序分析與驗證……………82
3.3.6 驗證結果 ………………………………………………85
3.4 勇軒台北廠中庭………………………………………………86
3.4.1 建築物特性………………………………………………87
3.4.2建築物防火避難設施 ……………………………………88
3.4.3 火災全尺度實驗…………………………………………97
3.4.4現場火災全尺度實驗結果分析…………………………102
3.4.5動態避難模擬分析及與煙控性能之比對分析…………104
3.4.6火災發生至各項相關設備感知及動作之時間序列分析105
3.4.7結語………………………………………………………107
3.5高雄市現代化綜合體育館(俗稱高雄巨蛋)………………108
3.5.1建築物特性………………………………………………108
3.5.2建築物防火避難設施……………………………………113
3.5.3人員避難說明與消防設備連動程序……………………117
3.5.4結語………………………………………………………119
3.6高速鐵路性能式設計─以新竹車站大廳為例………………120
3.6.1概述………………………………………………………121
3.6.2請能設計替代方案之原由………………………………122
3.6.3代方案計與印方式………………………………………123
3.6.4代方案性能印證方式……………………………………125
3.6.5定火災規模及火災情境之選定…………………………126
3.6.6火災CFD模擬與動態避難的結果分析…………………127
3.6.7結語………………………………………………………130
第四章訪談調查及煙控設計芻議 …………………………………137
4.1專家問卷調查分析…………………………………………137
4.2規格式法規及性能設計分析芻議 ………………………140
4.3國內排煙設備檢測現況……………………………………145
第五章 結論與建議……………………………………………………147
5.1結論…………………………………………………………147
5.2建議…………………………………………………………147
參考文獻 ………………………………………………………………152
參考文獻      
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