臺灣博碩士論文加值系統

公路隧道之建造為國家交通運輸及人文社會發展帶來強大的影響，然隧道內發生火災，有聯絡困難、狀況不明、救援急迫、疏散及避難困難、救災不易等特性，我國雪山隧道長達12.9公里，並已開放通行大客車，在相關安全防護上應更為審慎，尤其長公路隧道設置固定式滅火設備為世界之議題，本研究綜覽先進國家如美國、澳洲、歐盟、日本及中國大陸等對於固定式滅火設備之探討，並蒐集世界上新的研究計畫成果，以瞭解固定式滅火設備之最新趨勢。本研究為瞭解雪山隧道在全線堵車時發生大客車火災，其下游用路人之避難時間，及有無設置固定式滅火設備對於火災及下游避難環境之影響，以buildingEXODUS模擬及手算方式求出用路人於火災下游步行350公尺至橫坑之避難時間，並以FDS模擬雪山隧道發生大客車火災時，固定式滅火設備之動作效能及下游環境之影響，模擬結果顯示固定式滅火設備之正面效益，如造成火災熱釋放率、溫度、輻射熱及一氧化碳濃度之降低，遠大於其負面影響，如能見度降低等，得最後結論為雪山隧道有必要設置固定式滅火設備以防護火災可能造成之危害，其次，雪山隧道目前規定20公尺之堵車行車間距，無法完全避免火災往下游車輛延燒之情形，未來在開放通行其他大型車輛時，應再檢討行車間距以確實保障用路人生命財產之安全。

The construction of the road tunnels has great effects on national communications, transportation and social development. However if the fire takes place in the tunnel, it is difficult to rescue and evacuate. Hsueshan Tunnel is 12.9 km long, and has already opened for the bus. It should have more fire safety plans, especially long road tunnel with fixed fire suppression system as the issue of the world. In this study, in order to understand the trend for fixed fire suppression systems, the U.S.A., Australia, European Union, Japan and China's guidelines and the newest research projects in the world were collected. While the bus fires take place in a traffic jam in Hsueshan tunnel, analysis of a fixed fire suppression system on downstream evacuation, and the user's evacuation time, are the mainsprings of this research. In this study building EXODUS simulation and manual calculation to understand the passerby's evacuation time, and FDS simulation was to understand the effects on fixed fire suppression system to the downstream evacuation environment in Hsueshan tunnel. The simulation results revealed that the positive benefits of the fixed fire suppression system are far greater than its disadvantages, for instance reduced visibility.
Finally, the study shows that it is necessary for Hsueshan tunnel to equip the fixed fire suppression system to avoid huge damage. Secondly, Hsueshan tunnel stipulates 20 meters of intervals in driving a vehicle in a traffic jam at present, it is unable to completely avoid the possibility that the fire spreads to the downstream vehicles. To pass through other large-scale vehicles in the future, it should make a safer interval between vehicles, in order to ensure user’s lives and property safety.

第一章 緒論 1
第一節 研究動機與目的 1
第二節 研究範圍與限制 3
第三節 研究方法與流程 6
第二章 公路隧道火災特性及災例 8
第一節 公路隧道火災之熱釋率及溫度 8
第二節 公路隧道火災之輻射熱 12
第三節 公路隧道火災之濃煙特性 13
第四節 重要公路隧道火災案例 17
第五節 公路隧道火災案例分析 25
第六節 小結 28
第三章 文獻探討 29
第一節 美國對於固定式滅火設備之探討 29
第二節 日本對於固定式滅火設備之探討 34
第三節 澳洲對於固定式滅火設備之探討 39
第四節 歐洲對於固定式滅火設備之探討 43
第五節 中國大陸對於固定式滅火設備之探討 47
第六節 雪山隧道滅火設備之探討 49
第七節 公路隧道避難安全之探討 52
第八節 小結 64
第四章 雪山隧道EXODUS模擬設計與實施 65
第一節 EXODUS電腦模擬軟體介紹 65
第二節 EXODUS模擬之建構 67
第三節 EXODUS模擬結果分析 70
第四節 雪山隧道用路人避難時間計算 72
第五節 小結 76
第五章 FDS模擬雪山隧道裝置固定式滅火設備 77
第一節 FDS模擬軟體介紹 78
第二節 FDS模擬之建構 80
第三節 FDS量測規劃 87
第四節 模擬結果分析 89
第五節 小結 111
第六章 結論與建議 115
第一節 結論 115
第二節 建議 120
參考書目 123
附錄：FDS模擬雪山隧道大客車火災DATA檔 126

表目錄
表2-1 各類型車輛所產生的熱釋放率比較表 9
表2-2 挪威 RUNEHAMAR 隧道所作之半拖車全尺寸火災試驗 10
表2-3 輻射熱強度與能忍受時間之關係 12
表2-4 暴露於一氧化碳下之忍受程度 15
表2-5 暴露於氰化氫下之症狀 16
表2-6 三場重大隧道火災之用路人行為分析表 27
表3-1 NFPA 502規範之隧道等級 29
表3-2 NFPA 502規範之消防安全設施 30
表3-3 NFPA 502 反駁不贊成設置固定式滅火設備之理由 32
表3-4 日本設置滅火設備標準表 35
表3-5 雪山隧道基本結構設施 49
表3-6 雪山隧道機電設施 50
表3-7 荷蘭TNO用路人行為實驗 57
表3-8 雪山隧道大客車演練評析 61
表4-1 BUILDINGEXODUS模擬建構設計表 68
表4-2 BUILDINGEXODUS模擬用路人避難時間結果表 70
表4-3 用路人反應時間表 73
表4-4 用路人雪山隧道避難350公尺之時間表 75
表5-1 FDS模擬建構設計表 86
表5-2 FDS雪山隧道火災模擬之危害臨界參考值 88
表5-3 FDS大客車火災在有無啟動固定式滅火設備之比較表 108
表5-4 FDS有無啟動固定式滅火設備之避難環境分析比較表 109
表5-5 FDS模擬大客車火災下游20公尺輻射熱車輛延燒比較表110

圖目錄
圖1-1 研究流程圖 7
圖2-1 RUNEHAMAR隧道全尺寸火災系列試驗位於火點上方之溫度11
圖2-2 RUNEHAMAR隧道試驗1位於火點上方與下游10公尺溫度紀錄11
圖2-3 煙層逆流與縱向風速之關係 14
圖2-4 RUNEHAMAR試驗所量測之HCN濃度、暴露時間與劑量 16
圖2-5 白朗峰隧道前重車管制檢查圖 21
圖2-6 ST. GOTTHARD 隧道發生火災情形 23
圖3-1 日本隧道分級圖 35
圖3-2 公路隧道的水幕防災系統 38
圖3-3 水幕防災系統確保雙向避難及消防搶救活動 38
圖3-4 歐盟五年七個計畫簡介圖 43
圖3-5 公路隧道火災發展與反應時間圖 54
圖3-6 歐洲委員會(EU)公路隧道應變宣導單 56
圖4-1 BUILDINGEXODUS核心間之互動關係圖 66
圖4-2 BUILDINGEXODUS模擬雪山隧道車輛配置圖 68
圖4-3 BUILDINGEXODUS模擬雪山隧道空間節點配置圖 69
圖4-4 BUILDINGEXODUS模擬雪山隧道車輛開口及人員配置圖 70
圖4-5 BUILDINGEXODUS模擬雪山隧道乘客下車避難圖 71
圖4-6 BUILDINGEXODUS模擬雪山隧道用路人步行至出口避難圖72
圖4-7 台北車站客運總站乘客下車圖 74
圖5-1 FDS與SMOKEVIEW之組織架構與工作流程圖 79
圖5-2 FDS模擬架構圖 81
圖5-3 FDS模擬雪山隧道入口外觀圖 82
圖5-4 FDS模擬大客車火災之木堆架設計圖 84
圖5-5 FDS模擬雪山隧道裝置水霧系統配置圖 85
圖5-6 未啟動與啟動固定式滅火設備之熱釋放率比較圖 89
圖5-7 未啟動與啟動固定式滅火設備之火源上方溫度比較圖 90
圖5-8 30 MW火源401秒下游溫度比較圖 90
圖5-9 30 MW火源478秒下游溫度比較圖 91
圖5-10 30 MW火源635秒下游溫度比較圖 91
圖5-11 30 MW火源664秒下游溫度比較圖 92
圖5-12 30 MW火源401秒下游輻射熱比較圖 93
圖5-13 30 MW火源478秒下游輻射熱比較圖 93
圖5-14 30 MW火源635秒下游輻射熱比較圖 94
圖5-15 30 MW火源664秒下游輻射熱比較圖 94
圖5-16 30 MW火源401秒下游能見度比較圖 95
圖5-17 30 MW火源478秒下游能見度比較圖 95
圖5-18 30 MW火源635秒下游能見度比較圖 96
圖5-19 30 MW火源664秒下游能見度比較圖 97
圖5-20 未啟動與啟動固定式滅火設備之熱釋放率比較圖 98
圖5-21 未啟動與啟動固定式滅火設備之火源上方溫度比較圖 98
圖5-22 60 MW火源401秒下游溫度比較圖 99
圖5-23 60 MW火源478秒下游溫度比較圖 100
圖5-24 60 MW火源635秒下游溫度比較圖 100
圖5-25 60 MW火源664秒下游溫度比較圖 101
圖5-26 60 MW火源401秒下游輻射熱比較圖 102
圖5-27 60 MW火源478秒下游輻射熱比較圖 102
圖5-28 60 MW火源635秒下游輻射熱比較圖 103
圖5-29 60 MW火源664秒下游輻射熱比較圖 103
圖5-30 60MW火源401秒下游能見度比較圖 104
圖5-31 60 MW火源478秒下游能見度比較圖 105
圖5-32 60 MW火源635秒下游能見度比較圖 105
圖5-33 60 MW火源664秒下游能見度比較圖 106
圖5-34 30 MW火源下游20公尺車輛輻射熱比較圖 107
圖5-35 60 MW火源下游20公尺車輛輻射熱比較圖 107

壹、中文部分
1.沈子勝，1994。關於避難時間決定因素之調查，桃園：中央警官學校。
2.沈子勝，1995。台北市觀光飯店火災避難現況調查分析研究，桃園：中央警官學校。
3.沈子勝等，2006。隧道火災緊急救援滅火設施研究，台北：交通部台灣區國道新建工程局。
4.李念慈，2006。建築消防工程技術，中國：中國建材工業出版社。
5.馬化吉，2004。淺談水成膜泡沫自動滅火系統在地下隧道的應用研究，中國：消防技術與產品信息。
6.陳弘毅，2007。火災學，台北：鼎茂圖書出版股份有限公司。
7.張建清，2006。長隧道安全管理研修報告書，台北：交通部台灣區國道高速公路局。
8.楊高尚等，2007。公路隧道火災時人員疏難的模擬預測，中國：地下空間與工程學報。
9.簡賢文，1999。公路隧道火災防救專題研究，台北：鼎茂圖書出版公司。
10.劉義虎、趙明華，2002。自動水噴淋系統在長大公路隧道中的應用，中國：中外公路期刊。

貳、英文部分
1.Australasian Fire Authorities Council, 2001.“Fire Safety Guidelins for Road Tunnels”, Australia: Australasian Fire Authorities Council.
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3.Cost-effective, Sustainable and Innovative Upgrading Methods for Fire Safety in Existing Tunnels (UPTUN), 2007. “Engineering Guidance for Water Based Fire Fighting Systems for the Protection of Tunnels and Subsurface Facilities”, EU: Work Package 2 of the Research Project UPTUN of the European Commission.
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5.Federal Highway Administration (FHWA), 2006.“Underground Transportation Systems in Europe: Safety, Operation, and Emergency Response”, USA: U.S. Department of Transportation.
6.Ingason, H., 1994. “Heat Release Rate Measurements in Tunnel Fires,” Sweden: Proceedings of the International Conference on Fires in Tunnels.
7.Ingason, H., 2001. “An Overview of Vehicle Fires in Tunnels”, Spain: Fourth International Conference on Safety in Road and Rail Tunnels.
8.Ingason, H. and Lönnermark, A., 2003. “Project Description And Planning of Large Scale Tests in Runehamar Tunnel”, Sweden: SP Swedish National Testing and Research Institute.
9.Ingason, H., and Lönnermark, A., 2005. “Large-scale Fire Tests in the Runehamar tunnel -Heat Release Rate (HRR)”, Sweden: SP Swedish National Testing and Research Institute.
10.Ingason, H., 2006.“Mode Scale Tunnel Fire Tests-Sprinkler”, Sweden: SP Swedish National Testing and Research Institute.
11.Khoury, G. A., 2006. “Common SAFET/UPTUN Safety Philosophy Leading to the Global Approach to Tunnel”, Lausanne: Second International System.
12.Lemaire, T., 2003. “Runehamar Tunnel Fire Tests: Radiation, Fire Spread and Backlayering”, Sweden: Proceedings of the International Symposium on Catastrophic Tunnel Fires.
13.Marchant, E. W., 1980. “Modeling Fire Safety and Risk”, UK: Fires and Human Behavior.
14.Mashimo, H., 2002. “Current State of Road Tunnel Safety in Japan”, Tokyo: Advanced Constrcution Technology Center.
15.Macdonald, C., 2003. “Life Safety Facilities in Road Tunnels an Australian Perspective”, Marseille: Proceedings of 5th International Conference on Safety in Road and Rail Tunnels.
16.Martens, M., 2007. “UPTUN WP3: Human Response”, Netherland: TNO Quality of Life.
17.National Fire Protection Association (NFPA) , 2008. “Standard for Road Tunnels, Bridges, and Other Limited Access Highways”, USA: National Fire Protection Association.
18.Opstad, K., 2006. “Fire Mitigation Measures”, Lausanne: Second International Symposium, SINTEF NBL.
19.Proulx, G., 2002. “Movement of People: The Evacuation Timing”, USA: SFPE Hankbook of Fire Protection Engineering, National Fire Protection Association.
19.Purser, D. A., 2002. “The SFPE Handbook of Fire Protection Engineerin, 3th Edition”, USA: National Fire Protection Association.
20.World Road Association (PIARC) , 1999. “Fire and Smoke Control in Road Tunnels”, EU: World Road Association.
21.World Road Association (PIARC) , 2007. “Systems and Equipment for Fire and Smoke Control in Road Tunnels”, EU: World Road Association.

參、日文部分
1.道路厚生會，1997。日本道路公團設計要領－第三集－第九篇(4)隧道緊急用設施，日本：道路厚生會。