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研究生:陳羿良
研究生(外文):CHEN,YI-LIANG
論文名稱:地下室排煙機設置對於火場人員搶救安全性模擬分析-以某地下賣場為例
論文名稱(外文):The Simulation Analysis of the Basement Ventilation Equipment to the Safety of the On-Site Staffs during Fire-A Case Study of An Underground Shopping Center
指導教授:楊宏宇楊宏宇引用關係
指導教授(外文):YANG,HORNG-YU
口試委員:宋佩瑄楊耀波
口試委員(外文):SONG,PEI-XUANYANG, YAO-BO
口試日期:2017-06-12
學位類別:碩士
校院名稱:中華科技大學
系所名稱:土木防災工程研究所在職專班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:正負壓排煙消防搶救地下空間排煙效率
外文關鍵詞:Smoke emission by barotropy or suctionFire rescueUnderground spaceSmoke extract rate
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火災發生時於火場多半不是受火勢所造成,而是因為濃煙導致其窒息、迷失、墜落等造成人員傷亡。可見濃煙是民眾逃生及消防人員搶救時最主要遭遇的危害。面臨火場排煙部分,雖然透過場所本身消防安全設備以及自身裝備進入火場搶救能有較佳安全性,但是面臨瞬息萬變的火場仍須依賴輔助消防機具,例如移動式排煙機、排煙車等。消防人員於搶救上多半以經驗來救災,鮮少專門研究消防排煙機具運用上的學識與論點。如果能建立起這方面的知識,相信對於未來消防人員救災的安全性會有很大的助益。 基於此,本研究擬針對於地下空間的大賣場,如果發生火警時。在面對不同開口大小的民眾逃生開口以及濃煙宣洩開口,如何去運用消防排煙機具去執行排煙戰術。增加排煙效率,確保消防人員能在安全的環境下執行搶救任務。最後希望藉由研究得出的結論於實際救災上能提供戰術選擇的參考。
本文利用FDS(Fire Dynamics Simulator)火災模擬軟體模擬環境情況,設定不同開口大小以及消防排煙戰術:正壓送風排煙、負壓抽風排煙。透過模擬不同組合,藉於分析其能見度數據來判斷排煙效率。研究結果得知,就能見度而言採取正確戰術時,案例一約可提升67%。案例二約可提升91%以上。案例三約可提升83%以上。其次,執行消防排煙戰術上,在搶救開口與宣洩開口面積相當時,選擇執行正壓送風排煙能見度表現相較於負壓抽風排煙來的效果明顯可增加4%。搶救開口與宣洩開口差距不大時,採用正壓送風排煙較宜,能見度可提升67%。若出現明顯差距時,宜採取負壓抽風排煙戰術能見度提升91%。宣洩開口小於搶救開口明顯差距時,正壓送風排煙可能會導致濃煙蓄積於內部造成能見度僅提昇是44%,對於搶救上安全作用不大。所以,在面臨不同開口時,若能利用遮蔽物遮斷搶救開口部分面積加上負壓抽風排煙使場所內部形成負壓環境。對於排煙效率上,有更多實質上的幫助。

Fire isn’t the main cause to most of the on-site fire casualties; suffocation, vertigo, and falling by dense smoke are. The dense smoke, therefore, can be considered as the main hazard to obstruct public’s escape and firefighters’ fire rescue. Although the better performance of smoke emission through fire safety and personal rescue equipments can be expected, ancillary fire-fighting units, such as mobile exhaust fan, exhaust cars, etc., to the fast-moving fire scenario are still indispensable. Firefighters’ rescues are biased to experiences, rarely to specialized knowledge and arguments on the operation of fume extractor; the relevant database on the operation should be quite helpful to the safety of firefighters in the future. The above consideration incites the concern to the underground space of hypermarkets. The study focuses on how to operate fume extractors in case of fire, for fulfilling smoke emission tactics while encountering diverse escape trunks by size and smoke vents, how to improve smoke extract rate for the rescues under safe condition, and the conclusion can be inspired to select the rescue tactic.
This paper utilizes the FDS (Fire Dynamics Simulator) fire simulation software to imitate environmental conditions, setting diverse trunks’ sizes and tactics to the fire smoke emission: barotropic blowing, exhaustion by negative pressure. Simulation by diversified combinations can analyze the visibility data for inspecting the smoke extract rate. According to investigation, the correct tactic to visibility on case 1, 2, and 3 can increase approximately 67%, 91%, and 83%, respectively. Regarding the fire smoke emission tactic, when the areas between escape trunk and smoke vent are quite equivalent, the visibility can be increased for 4% while selecting barotropic blowing instead of exhaustion by negative pressure. While facing small gap on the areas between escape trunk and smoke vent, adopting barotropic blowing can be cheaper
with 67% better performance on visibility; but once if with evident difference on the areas, exhaustion by negative pressure can guide to 91% performance on visibility. When the smoke vent is relatively smaller comparing to the escape trunk, barotropic blowing can cause smoke accumulation on internal and only generates another 44% of visibility; which is not helpful to the safety of rescue. So blocking partial escape trunk and utilizing exhaustion can drive the internal to negative pressure field for substantial assistance on efficiency of smoke emission.
Key Words: Smoke emission by barotropy or suction, Fire rescue, Underground space, Smoke extract rate
摘要 i
Abstract ii
目次 ⅳ
表目錄 ⅶ
圖目錄 ⅷ
第一章 緒論 1
第一節 研究動機 1
第二節 研究目的 2
第三節 研究範圍與限制 3
第四節 研究步驟與流程 4
第二章 文獻回顧 6
第一節 相關文獻之整理 6
壹、排煙相關文獻研究 6
貳、地下室火災特性 9
參、國內地下室火災案例 9
第二節 相關專有名詞解釋 10
壹、煙囪效應(Stack effect) 10
貳、煙控原理 10
參、自然排煙 10
肆、機械排煙 10
伍、火災學上煙、熱釋義 10
第三章 研究方法 12
第一節 FDS程式說明 12
壹、FDS簡介 12
貳、FDS執行架構 13
第二節 環境模擬設定 15
壹、場地設定:某大樓地下賣場 15
貳、PyroSim軟體構築場地 17
參、模擬環境場所依法設置排煙機以及外部排煙車參數設定 19
肆、模擬標準說明 21
第三節 實驗情境參數設定 21
壹、案例一 2種開口大小相等 22
貳、案例二 搶救開口面積遮斷三分之一 22
參、案例三 宣洩開口面積遮斷三分之一 22
第四節 實驗流程 23
壹、實驗流程圖 23
貳、實驗案例模擬示意圖 24
第四章 個案分析與討論 27
第一節 案例一測試結果分析與討論 27
壹、案例一數據測試結果分析 28
貳、案例一Smokeview模擬情形 30
參、案例一實驗結果 31
第二節 案例二測試結果分析與討論 32
壹、案例二數據測試結果分析 33
貳、案例二Smokeview模擬情形 35
參、案例二實驗結果 36
第三節 案例三測試結果分析與討論 37
壹、案例三數據測試結果分析 38
貳、案例三Smokeview模擬情形 40
參、案例三實驗結果 41
第五章 結論與建議 42
第一節 結論 42
第二節 建議 43
參考文獻 44
附錄一、多功能曲臂型排煙車詳細說明 46
附錄二、移動式排煙機詳細說明 50
附錄三、國內排煙相關法規 52
作者簡介 55

1.山海敏弘,日本建築物排煙設備基準法簡介,中華民國冷凍空調研討會,1996年12月。
2.內政部消防署2015年10月消防統計年報。
3.內政部消防署2016年10月消防統計年報。
4.內政部消防署,救災安全手冊。
5.內政部,各類場所消防安全設備設置基準解說,2013年5月。
6.周士凱,排煙口開口特性對排煙效應影響之分析與探討之分析與探討,長榮大學碩士,2008年。
7.卓鴻傑,防煙區劃內隔間開口設計對機械排煙效能影響之研究,國立台北科技大學碩士,2013年。
8.林俊豪,大空間排煙口設置參數對排煙性能引響之研究,國立臺北科技大學碩士,2004年。
9.侯佳宏,地下空間火災行為之研究,國立高雄第一科技大學碩士,2013年。
10.陳弘毅,火災學,鼎茂出版社,1998年7月出版。
11.陳建忠,大空間建築性能式火災煙控系統設計規範之建立與應用分析手冊,內政部建築研究所,
2008年。
12.陳莉婷,建築物火災排煙設備運用之研究,中央警察大學碩士,2009年。
13.陳彥彰,多功能曲臂行排煙車,新北市政府消防局科員,2013年3月。。
14.張文嘉,排煙系統對捷運公館地下站煙流之影響,國立臺灣大學碩士,2000年。
15.廖晏均,排煙室進排煙設計之研究,東南科技大學碩士,2013年。
16.蔡尤溪,自然排煙室及排煙口設置對排煙有效性驗證之研究,內政部建築研究所,2014年。
17.劉坤承,機械排煙對於地下停車場火災煙流動之探討,高苑科技大學碩士,2015年
18.賴世勇,消防設施排煙設備之個案討論,健行科技大學碩士,2015年。
19.蘇進忠,自然排煙之排煙室建築外部空間與火災煙流之模擬研究-以集合住宅特別安全梯為例,
國立台北科技大學碩士,2006年。
20.NFPA 92B,Guide for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large
Areas,National Fire Protection Association,2009 Edition。
21.NIST:National Institute of Standards and Technology、Building and Fire
Research Laboratory,Fire Dynamics Simulator (Version 5) User’s Guide,
October 1, 2007。
電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20220629)
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