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研究生:侯志和
研究生(外文):HOU CHIH HO
論文名稱:具地面崁入式避難逃生指示燈具系統之研製
論文名稱(外文):Recessed Ground-Insert Emergency Escape Indicator System: Research and Discussion
指導教授:李明諒李明諒引用關係
指導教授(外文):Li understanding
口試委員:李明諒柴昌維卓峰斌
口試委員(外文):Li understandingChai ChangweiZhuofeng Bin
口試日期:2015-01-13
學位類別:碩士
校院名稱:南開科技大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:地面崁入式避難逃生指示濃煙傷害
外文關鍵詞:Recessed Ground-InsertEscape IndicatorVisual Sense GuidanceSmoke-Inflicted Harm
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中文摘要

本系統採模組化設計,主要是以多顆煙霧感測器設置於各區走道、房間上方並藉由多顆LED燈設置於走道、房間地表面下作為視覺導引,當煙霧流量在各設置區達750pmm感測值,便會傳遞訊號給程式控制模組,微控制器依各分區煙霧蓄積狀態關閉各區地面式LED導引燈,本系統於平常狀態下LED導引燈處於關閉型態,在設置導引上可隨時變動位置方向減少造成逃生人員方向不確定而受濃煙傷害。
本系統之煙霧感測器除可偵測煙霧外,更具有液化石油氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣等氣體的探測功能、其功效更勝消防偵煙式探測器、經實測只需在4秒內便可感應作動、經以影片訪問不特定人次250人其95%認定視覺導引效能明確,可作為往後消防避難方向導引系統的參考推廣。









關鍵詞:地面崁入式、避難逃生指示、視覺導引、濃煙傷害

Abstract

This research is based on a module system with the purpose of mitigating smoke-related injuries, in which detects smoke and/or smog consisting of three parts. First, floor indicators that can be placed in various areas, simultaneously. Second, signals in the corners of walls, near room ceilings. Third, a control hub. The floor indicators consists of LED lights that indicate the direction to the nearest exits. In the case of smoke or smog reaching 750ppm, the ceiling signals will sense the hazard, then transmit a signal to the control hub, thus the control hub will transfer a further signal to the LED indicators that will indicatre the direction to the nearest exit.
Furthermore, this module system not only detects smoke and/or smog but also hazardous substances such as Liquified Petroleum Gas (LPG), Butane (C4H10), Propane (C3H8), Methane (CH4), Ethanol, and Hydrogen. The capability of this module system surpasses harmful-substance detectors that the fire department utilize. Through empirical evidence, this module system detects harmful substances, stated above, within four seconds. 95% of subjects interviewed by video had claimed the sense of vision is what is mainly relied on most in fire/smoke related disasters. This module system may be greatly considered and will be of a topic discussed in the near future of fire-escape systems.

Keywords: Recessed Ground-Insert, Escape Indicator, Visual Sense Guidance, Smoke-Inflicted Harm

目 錄
口試委員會審定書
授權書....................................................-iii-
誌謝......................................................-iv-
中文摘要..................................................-v-
英文摘要..................................................-vi-
目 錄..................................................-vii-
圖 目 錄..................................................-x-
附 錄 圖 目 錄.............................................-xii-
表 目 錄..................................................-xiv-
附 錄 表 目 錄.............................................-xv-
第一章 緒論...............................................-1-
1.1研究背景............................................-1-
1.2研究動機............................................-3-
1.3研究目的............................................-4-
1.4研究範圍限制........................................-5-
1.5論文架構............................................-6-
第二章 相關文獻探討……………………….........................-7-
2.1火場濃煙產生的特性……………….........................-7-
2.2火場濃煙危害因子………………..………….…...............-7-
2.3濃煙對人體的影響因素…………………..…..…….…...….....-8-
2.3.1濃煙對人體生理方面影響………………...….............-8-
2.4濃煙流動蔓延模擬分析……………….......................-9-
2.5消防法規規定避難方向指示燈用途種類………………..........-12-
2.6消防法規規定避難方向指示燈設置步行距離…………...........-13-
2.7文獻討論……………………………….......................-14-
第三章 設定實驗方法........................................-15-
3.1系統架構介紹.…….………..…..........................-15-
3.2系統架構試驗設定點.…………...........................-16-
3.3系統試驗設定作動圖說…….………........................-17-
3.3.1常態時期…….…………............................-17-
3.3.2火災初期發生….…………..….......................-18-
3.3.3設定火災濃煙由第一走道進入….………................-19-
3.3.4設定火災濃煙由第二走道進入….…………..............-20-
3.3.5設定火災濃煙由第三走道進入….…………..............-21-
3.3.6設定火災濃煙由第四走道進入….…………..............-22-
3.3.7設定火災濃煙由第五走道進入….…………..…..........-23-
3.3.8設定火災濃煙由第704房間發生時…....……...........-24-
第四章 試測與實測……….……………..........................-25-
4.1所需材料、工具、設備.………………...................-25-
4.2材料組裝.……………….......………………............-26-
4.3系統具體模型組合完成.………………...................-27-
4.4測試系統所用電池電壓情形.………...………............-28-
4.5測試系統通電情形.……………….......……………….....-29-
4.6測試啟動系統指示燈.……………….......………………...-30-
4.7以瓦斯氣體試測系統作動情形.………….................-31-
4.8以煙霧實測系統作動情形.…………....................-35-
第五章 結論與未來研究方向………............................-45-
5.1 試測瓦斯氣體結論….......……………….............-45-
5.2 實測煙霧結論………..............................-46-
5.3 未來研究方向……………….........................-48-
參考文獻……….…….......................................-49-
附 錄……………………….................................-50-
作者簡介……….……………….…………........................-62-

圖目錄
圖2-1 易燃材質隔間煙流動時間.………….......……...........-11-
圖2-2 耐燃材質隔間煙流動時間.……………....................-11-
圖3-1 整體系統架構.…………….......………………...........-15-
圖3-2 系統常態設定.……………...…………….................-17-
圖3-3 火災初期發生設定作動.…………………..................-18-
圖3-4 煙霧由第一走道進入設定作動..........................-19-
圖3-5 煙霧由第一走道進入流動到第二、三走道設定作動..........-19-
圖3-6 煙霧由第一走道進入流動到第四走道設定作動..............-19-
圖3-7 煙霧由第一走道進入流動到第五走道設定作動..............-19-
圖3-8 煙霧由第二走道進入設定作動.………………...............-20-
圖3-9 煙霧由第二走道進入流動到第一、三走道設定作動...........-20-
圖3-10 煙霧由第二走道進入流動到第四走道設定作動..............-20-
圖3-11 煙霧由第二走道進入流動到第五走道設定作動..............-20-
圖3-12 煙霧由第三走道進入設定作動..........................-21-
圖3-13 煙霧由第三走道進入流動到第四走道設定作動..............-21-
圖3-14 煙霧由第三走道進入流動到第一、二走道設定作動...........-21-
圖3-15 煙霧由第三走道進入流動到第五走道設定作動..............-21-
圖3-16 煙霧由第四走道進入設定作動..........................-22-
圖3-17 煙霧由第四走道進入流動到第五走道設定作動..............-22-
圖3-18 煙霧由第四走道進入流動到第三走道設定作動..............-22-
圖3-19 煙霧由第四走道進入流動到第一、二走道設定作動...........-22-
圖3-20 煙霧由第五走道進入設定作動..........................-23-
圖3-21 煙霧由第五走道進入流動到第四走道設定作動..............-23-
圖3-22 煙霧由第五走道進入流動到第三走道設定作動..............-23-
圖3-23 煙霧由第五走道進入流動到第一、二走道設定作動...........-23-
圖3-24 煙霧由704房間發生竄出設定作動........................-24-
圖3-25 煙霧在704房間內蓄積設定作動..........................-24-
圖3-26 煙霧由704房間竄出到第四走道設定作動...................-24-
圖3-27 煙霧流動往第一、二、三、五走道設定作動.................-24-
圖4-1 初製完成的系統壓克力透明模型外殼......................-26-
圖4-2 ARDUINOUNO系統運算模板組裝完成......................-26-
圖4-3 系統具體模型完成....................................-27-
圖4-4 測試6V蓄電池電壓符合系統啟動.........................-29-
圖4-5 系統測試電流.......................................-29-
圖4-6 LED指示燈測試通電全亮.………….…………...............-30-
圖4-7 試測瓦斯氣體於第一走道作動.………….………............-31-
圖4-8 試測瓦斯氣體於第二走道作動.…………….......…........-32-
圖4-9 試測瓦斯氣體於第三走道作動.…………….................-32-
圖4-10 試測瓦斯氣體於第四走道作動.…………….......……….....-33-
圖4-11 試測瓦斯氣體於第五走道作動.…………….......……….....-33-
圖4-12 試測瓦斯氣體於第六區間704房間作動.……................-34-
圖4-13 隨機以煙霧實測第五走道設定作動.….....................-36-
圖4-14 煙霧於第五走道蓄積啟動各區指示燈具設定作動.............-36-
圖4-15 煙霧流動在第五走道指示燈消燈設定作動..................-37-
圖4-16 煙霧流動在第四走道指示燈消燈設定作動..................-37-
圖4-17 煙霧流動在第三走道情形設定作動.......................-38-
圖4-18 煙霧蓄積在第三走道指示燈消燈設定作動.…...............-38-
圖4-19 煙霧流動在第一走道設定作動..........................-39-
圖4-20 煙霧流動在第二走道設定作動..........................-39-
圖4-21 煙霧蓄積在第一、二走道指示燈消燈設定作動..............-40-
圖4-22 以香塔煙霧實測第六區間房間..........................-41-
圖4-23 點燃香塔放入第六區間房間實測........................-41-
圖4-24 煙霧蓄積於704房間感測啟動各區指示燈設定作動..........-42-
圖4-25 煙霧蓄積於704房間往第四區走道流動設定作動............-42-
圖4-26 煙霧蓄積在第四、五走道及704房間感測將四、
五走道及各房間指示燈消燈作動.......................-43-
圖4-27 煙霧回流動第四、三走道流動設定作動..................-43-
圖4-28 煙霧蓄積在第三走道指示燈消燈設定作動................-44-
圖4-29 煙霧蓄積在第一、二走道指示燈消燈設定作動.............-44-
附錄圖目錄
圖4-1 主控版電路.......................................-53-

表目錄
表2-1 火場濃煙對人體的影響主要有三個因素..................-08-
表2-2 FDS 模擬起火後煙流動蔓延情形過程表.................-10-
表2-3 消防避難方向指示燈依用途區域性種類表.................-12-
表2-4 消防避難方向指示燈設置上有效步行距離表.……….........-13-
表3-1 系統於各區間設定位置點.……………….......….........-16-
表4-1 系統架設所需材料、裝備、工具表.………………...........-25-
表5-1 燈源效率比較表.……………….........................-47-
表5-2 訪問場所不特定人士對傳統消防避難方向指示燈與本系視
覺認定統計表.………………..........................-47-

附錄表目錄
表6-1 煙霧感測器特點規格-標準工作件.......................-60-
表6-2 煙霧感測器特點規格-環境條件.........................-60-
表6-3 煙霧感測器特點規格-靈敏度特性.......................-60-
表7-1 火場安全逃生忍受度評估準則…........................-61-












參考文獻
[1] 內政部消防署-2004年火災傷亡統計調查表。
[2] 南投縣政府消防局內部網站-101年度消防安全列管場所檢查表7-2。
[3] 林金宏-2013年消防電子報第13期。
[4] 新竹市消防局網站-防災常識-火災之危害。
[5] 內政部消防署全球資訊網-2005年火災統計年報。
[6] 丁育群-2002年以防火避難設計-第125-14頁。
[7] 內政部消防署-2006年防災知識專區http://www.nfa.gov.tw/。
[8] 田中哮義-2001年建築火災安全工學入門-241頁。
[9] 常懷生-1995年建築環境心理學。
[10]內政部消防署-2013年防災知識專區-http://www.nfa.gov.tw/。
[11]黃楚材-1988年火災中避難行為之研究。
[12]曾聖益-1916年視廳歌唱場所火災模擬分析PPT口試簡報29-33頁>36-3頁。
[13]陳建銘-2006年舊有集合住宅直通樓梯梯間避難安全性能改善研究。

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