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研究生:張兆興
研究生(外文):Chao-Hsing Chang
論文名稱:以場模式評估桃園地區總醫院之防火能力
論文名稱(外文):Evaluation for Fire Protection Capability of Tao-Yuan Armed Forces General Hospital Using Field Model
指導教授:林誠興林誠興引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:114
中文關鍵詞:火災濃煙場模式
外文關鍵詞:FireSmokeField model
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由於近年醫療技術與資源提升,養生觀念的重視,人類壽命延長十年以上,而生育率卻下降,使得社會結構轉變,而逐漸邁向老人化社會;又因社會快速變化、工作競爭壓力大,造成精神及慢性疾病增加,所以人們對醫療資源的需求大增,進而使醫療院所日漸興盛,且項目更具多樣化。
因此醫療院所基於供需與維持本身永續經營前提下,常在啟用後作了許多現場空間及裝修的改變,也因此改變原有建築與消防設計,增加了許多危險因子而提高火災發生的機率;故如何消除危險因子與運用隔離設施,以做好事前的防範,將火災所可能肇生的災害降至最低,為本研究的主要目標。
本論文以桃園地區頗具規模之國軍桃園總醫院(教學醫院)為模擬火場,參考歷年醫院火災案例作數值模擬分析,主要探討在封閉、開放式(肇生煙囪效應)空間、火源種類與位置改變、火源大小與位置改變等不同因素下,驗證消防法規對照下之消防設備,對教學醫院內之人員避難逃生等的整體安全是否有幫助,作為建築物改善、設計、規劃等方向,提供相關場所評估之參考,以期能創造既優質又安全舒適的醫療照護環境。
In recent years, social structure has been changed into an aged society because of the sufficient progress in medical techniques and resource, pay attention to human’s regimen, and a low birthrate. Follow this rapid social change and a competition working stress, the amount of psychosis and chronic disease are increased. Therefore, large hospitals with multifunctions are established to satisfy the demands of modern people.
Many hospitals have made great change on compartments and spaces decoration based on a premise of eternal management. The original building and fire protection designs have been changed also, these will increase much more dangerous factirs as well as high probablities of fire occurrence. Hence, how to eliminate dangerous factors and using isolated facilities in order to prevent fire accident occurred with least damage in a hospital is the main goal of this study.
This study selects Tao Yuan Armed Forces General Hospital, and refers to some hospital cases of fire accident for numerical simulation. CFD field model has been used in this paper to discuss the influence of close/open space (will cause stack effect), different type and position of fire. Then examine the fire protection as well as egress/refuge facilities of the hospital with the current rules in order to give an aspect for planning, designing and improving of hospital construction. In closing, this study offers a reference to the evaluation of related hospitals and prospects to create an excellent, safety, and comfotable enviroment of medical care.
中文摘要‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥i
英文摘要‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ii
誌謝‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥iii
目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥iv
表目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥vi
圖目錄‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥viii
關鍵詞 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥xii
符號表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥xiii
第一章 緒論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
1.1 介紹‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
1.1.1案例介紹‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
1.1.2 醫院簡介與研討方向‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2
1.2 文獻回顧‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3
1.3 論文規劃‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5
1.3.1 火災情境設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5
1.3.2 研究流程規劃‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5
1.4本文與先期學長研究相異之處‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8
第二章 火災基本原理探討與各類相關法規‥‥‥‥‥‥‥‥‥9
2.1 簡介‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9
2.2 火災基本原理探討‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9 2.3 醫療法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10
2.4 建築技術規則‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
2.5 消防法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
2.5.1滅火設備‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14
2.5.1警報設備 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥16
2.5.1避難逃生設備 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥18
第三章 場模式數值模擬‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24
3.1 數學模式與物理現象‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24
3.1.1 場模式(Field Models) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥24
3.1.2氣體種類和溫度的危害‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥25
3.2 模擬火場地理關係位置與現場描述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥28
3.2.1模擬火場地理關係位置 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥28
3.2.2模擬火場現場描述 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥29
3.3 模擬方式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31
3.3.1醫院配置現況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31
3.3.2實際模型建構‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥41
第四章 結果與討論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46
4.1 加護中心(ICU)封閉式火災場各模式之說明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46
4.1.1加護中心(ICU)封閉式火災場3處火源模式之研析(Case1)‥‥‥46
4.1.2加護中心(ICU)封閉式火災場9處火源模式之研析(Case2)‥‥‥48
4.2 加護中心(ICU)開放式火災場各模式之說明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52
4.2.1加護中心(ICU)開放式火災場3處火源模式之研析(Case3)‥‥‥52
4.2.2加護中心(ICU)開放式火災場9處火源模式之研析(Case4)‥‥‥53
4.3加護中心(ICU)開放式火災場之樓梯間放置雜物研析之說明 ‥‥‥‥58
4.3.1樓梯間放置酒精類雜物之研析(Case5)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥58
4.3.2樓梯間放置油類雜物之研析(Case6)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥60
4.3.3樓梯間放置木材類(桌子、椅子等)雜物之研析(Case7)‥‥‥‥62
4.3.4樓梯間放置布類(床單、地毯等)雜物之研析(Case8)‥‥‥‥‥64
4.4各Case 火災場整理比較說明 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥66
4.4.1加護中心(ICU)封閉式火災場改變火源位置與數量之比較與綜合
討論(以Case1、Case2為例)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥68
4.4.2加護中心(ICU)開放式火災場改變火源位置與數量之比較與綜合
討論(以Case3、Case 4為例) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥69
4.4.3加護中心(ICU)封閉式與開放式火災場之比較與綜合討論(以
Case2、Case 4為例)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥70
4.4.4加護中心(ICU)開放式火災場樓梯間「淨空」與「放置雜物」之
比較與綜合討論(以Case4、Case 5為例) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥70
4.4.5加護中心(ICU)開放式火災場樓梯間放置雜物改變火源種類之比
較與綜合討論(以Case5∼Case8為例)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥71
第五章 結論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥88
5.1驗證‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥88
5.2建議‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥90
參考文獻 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥92
口試委員問題 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥98
未來研究項目 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥100
自傳 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥101
附錄 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥102
【1】J.G. Quintiere,〝Chemistry and Physics of Fire〞Principle of Fire Behavior, pp.77-99, 1998.
【2】J.G. Quintiere, 〝Fire Growth〞Fire Technology First Quarter, pp.7-31, 1997.
【3】W.K. Chow, 〝An Approach for Evaluating Fire Zone Models〞, Journal of Fire Sciences,vol.16, pp.25-31, 1998.
【4】W.K. Chow, 〝Study on the Flashover Criteria for Compartmental Fires〞, Journal of Fire Sciences , vol. 16 , no.5, pp.95-106, 1998.
【5】林誠興,王士承,「場模式應用於閃燃現象之數值研究」,現代防災防火科技展望與應用國際研討會,2003年10月。
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【12】林漢修,「自然煙控設計與法規合理性數值研究」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2000年6月。
【13】韓裕豊,「強制煙控設計與法規合理性數值研究」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2000年6月。
【14】黃崇豪,「今夜卡拉OK火災數值模擬 」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2000年6月。
【15】王士承,「火災感測器之設計與安置對逃生時間之分析」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2001年6月。
【16】許良全,「嘉年華大樓火災火場數值模擬分析」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2001年6月。
【17】呂盈慶,「慈恩安養中心火災火場模擬」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2001年12月。
【18】徐瑞培,「快樂頌KTV火災火場數值模擬」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2001年12月。
【19】林明傳,「連棟透天商店火場電腦模擬分析」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2003年7月。
【20】楊惠淇,「中壢太平洋SOGO百貨防火工程研究」,元智大學機械工程研所熱流組碩士論文,2003年7月。
【21】雷健家,「舊有五樓雙併住商建築物防火工程評估」,元智大學機械工程研所資源環保組碩士論文,2003年7月。
【22】 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.
【23】徐ㄧ量,「火場模擬分析技術解析」,消防與防災科技雜誌,創刊號 July,Aug.2002,90~93頁,紐奧良文化事業股份有限公司,91年7月。
【24】田蒙潔,趙清德,「有效發揮撒水系統消防功能ESFR撒水頭」,消防與防災科技雜誌,No.8 Sept.,Oct.2003,107~111頁,紐奧良文化事業股份有限公司,92年9月。
【25】林文興,「火警警報設備探討系列之三火警信號及其影響(續)」,消防與防災科技雜誌,No.5 Mar.,Apr.2003,70~73頁,紐奧良文化事業股份有限公司,92年3月。
【26】田蒙潔,趙清德,「建築物構造與撒水頭性能之關係」,消防與防災科技雜誌,No.12 May.,Jun.2004,117~121頁,紐奧良文化事業股份有限公司,93年5月。
【27】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。
【28】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。
【29】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。
【30】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)。
【31】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 屆全國力學會議,p77(1999)。
【32】林誠興,莊明翰,「泰山鄉火災區域模式電腦模擬分析」,第24屆全國力學會議,A153∼160,民國89年12月。
【33】林誠興,黃崇豪,林哲宇,「今夜卡拉OK歌廳火災區域模式模擬分析」, 第24四屆全國力學會議,A206∼213,民國89年12月。
【34】林誠興,王士承,「天龍三溫暖區域模式火災模擬分析」,中國機械工程學 會第17屆全國學術研討會,民國89年12月。
【35】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。
【36】劉維義,林木榮,藍成陽,李全,陳俊勳,「淺談工業火災調查原因」,消防與防災科技雜誌,No.5 Mar.,Apr.2003,102~105頁,紐奧良文化事業股份有限公司,92年3月。
【37】內政部消防署綱頁〝http://www.nfa.gov.tw/。
【38】內政部營建署綱頁〝http://www.cpami.gov.tw/。
【39】行政院衛生署綱頁〝http://www.doh.gov.tw/。
【40】江崇誠,「建築物利用實態與人員避難行動特性調查研究」,內政部建築研究所研究計畫研討會,建築防火,民國88年5月。
【41】林慶元,「醫療院所防火避難安全規劃設計手冊」,內政部建築研究所,附錄二,119~121頁,民國91年11月。
【42】蔡秀芬,「老人安養機構避難逃生安全設計之研究」,私立淡江大學建築研究所,民國90年1月。
【43】林慶元,「醫療院所防火安全概論」,消防與防災科技雜誌,No.3 Nov./Dec.2002,89~92頁,紐奧良文化事業股份有限公司,91年11月。
【44】林慶元等,「區域性醫療院所逃生避難設計之研究」,內政部建築研究所,民國87年。
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