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研究生:沈良益
研究生(外文):Liang-Yi Shen
論文名稱:木造建築火災模擬分析(以草山行館為例)
論文名稱(外文):Fire Simulation for a wooden building(Chao-Shan Mansion as an example)
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
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:119
中文關鍵詞:火災FDS木造建築
外文關鍵詞:FireFDSWooden building
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近年來建築物的外觀設計逐漸的多樣化,且對於火災的防護隨著建築物品質的提升而逐漸增加;但是在古老的建築物設計中,大部分沒有考慮到防火的功能,使得現在保有古蹟與歷史建築面對火災的肆虐時無任何防禦能力。
以往建造建築物所使用的材料不外乎木材與石塊,這ㄧ些材料對於火的抵抗力卻不高,在火災發生時建築物大多會被火場所破壞;當火災發生過後建築物主體幾乎要面臨重建的下場,反觀現在的建築物幾乎多以鋼筋混凝土建築物主體材料,在火災發生時鋼筋混凝土結構受到火場內高溫破壞的程度有限,火災過後建築物主體結構經過整修後還可以繼續使用。
本研究將針對二度遭祝融所肆虐的歷史建築“草山行館”作火災現場模擬研究,並依照所探討出的研究數據來對往後重建的草山行館在對於防火的設施上提供建議。
In recent years, building appearance has gradually diversified in Taiwan, and fire protection capability increased with the upgrading quality of building design. However, due to lack concern about the function of fire safety in old building design, that makes now maintained monuments and historical buildings incapable to defend against the fires.
The materials used in early buildings are nothing more than wood and stone, which are of no use for fire resistance. Almost wooden buildings must be reconstructed after fire damages because the main structures have been destroyed in fire. While the modern buildings are almost constructed with reinforced concrete materials, which can endure high temperature in a fire and the damage is limited. The main structure usually can be continued to use after building’s renovation.
In this study, a fire simulation is held for the historical building "Chao Shan Mansion " which was two times damaged by the fire. The simulation result provides a suggestion for the subsequent reconstruction of Chao Shan Mansion to improve fire prevention facility design.
中文摘要 ………………………………………………………………………………i
英文摘要 ………………………………………………………………………………ii
誌謝 ……………………………………………………………………………………iii
目錄 ……………………………………………………………………………………iv
表目錄 …………………………………………………………………………………vi
圖目錄…………………………………………………………………………………vii
第一章 緒論
1.1研究動機 ……………………………………………………………………1
1.2研究方法 ……………………………………………………………………2
1.3文獻探討 ……………………………………………………………………3
1.4研究流程 ……………………………………………………………………5
第二章 文獻回顧
2.1火災發生原因分析 …………………………………………………………11
2.1.1火災的定義 ……………………………………………………………11
2.1.2火災所產生的損害 ……………………………………………………13
2.1.3火災對人體的危害 ……………………………………………………17
2.2建築材料對火災之影響 ……………………………………………………20
2.2.1鋼筋混凝土材料與木質材料的差異 …………………………………20
2.2.2鋼筋混凝土材料於火災之關係 ………………………………………21
2.2.3木質材料於火災之關係 ………………………………………………22
2.2.4防火材料介紹 …………………………………………………………24
2.3建築物火災的成長與衰退 …………………………………………………25
2.3.1一般建築物火災的發生過程及特性 …………………………………25
2.3.2木造建築物火災特性 …………………………………………………26
2.3.3木造建築與ㄧ般建築火災的差異………………………………………28
2.4火災分類與法規介紹 ………………………………………………………28
2.4.1火災的區分與法規 ……………………………………………………28
2.4.2 滅火設備的設置 ………………………………………………………32
2.4.3 警報設備安裝 …………………………………………………………34
第三章 FDS軟體理論與模擬方式
3.1 FDS軟體理論介紹 …………………………………………………………38
3.1.1 Large Eddy Simulation(LES) ……………………………………………38
3.1.2 Direct Numerical Simulation (DNS) ……………………………………40
3.1.3 The Low Mach Number Assumption ……………………………………40

第四章 模擬分析
4.1草山行館建築物模型建立探討 ……………………………………………43
4.1.1案例描述 ………………………………………………………………43
4.1.2建築模型建立描述 ……………………………………………………44
4.1.3格點獨立性探討 ………………………………………………………47
4.2 Base Case驗證討論 ………………………………………………………52
4.2.1案發經過簡述 ………………………………………………………52
4.2.2開口時機假定 ………………………………………………………52
4.2.3 Base Case探討 ………………………………………………………55
4.3案例探討 ……………………………………………………………………59
4.3.1 Base Case探討 …………………………………………………………59
4.3.2 Case A變更主火源位置探討 …………………………………………63
4.3.3 Case B變更主火源熱釋放率 …………………………………………75
4.3.4 Case C變更建築物材質探討 …………………………………………79
4.3.5 Case D增設灑水器與溫度感應器探討 ………………………………83
第五章 結論
5.1參數分析結果與討論 ……………………………………………………111
5.2建議 ………………………………………………………………………113
5.3後續研究 …………………………………………………………………113
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