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建築研究簡訊第115期

  • 日期:111-04-29
業務報導王天志
結合「單材耐燃試驗(SBI)精進計畫」進行建材發煙量研究

  依消防署歷年統計資料顯示,國內火災案件以建築物火災造成死亡為首位,而建築物火災中死亡罹難因素以「判斷力及體力等條件不足」及「逃生障礙」為二大因素,其中「逃生障礙」的濃煙阻礙又為主要死亡原因。火災時人命的傷亡通常是先吸入含有一氧化碳和有毒氣體的濃煙,因一氧化碳和血紅素結合的親合力比氧高出200倍以上,血紅素與一氧化碳結合後可阻斷體內的氧氣運送及利用,直接造成組織缺氧而死亡。濃煙的毒性可分為兩種類型,第一類為窒息性或產生麻醉作用的有毒物質,可導致中樞神經系統抑制,意識喪失或最終死亡,影響取決於累積劑量。第二類是刺激物,感覺刺激主要是指眼睛和上呼吸道的刺激,如氯化氫(HCl)是由聚氯乙烯(PVC)的熱分解形成,是屬強烈的肺部刺激物。煙對人體的危害主要包含其本身的高溫、毒性及視覺遮蔽,其影響時間比火災更久,在火場中煙反而常為火災時人員傷亡的主要原因。在火災現場的頭號殺手不是火而是濃煙,因此,建築物火災中要解決的問題是材料的易燃性及熱釋放率,因為它是控制著火勢強度的主因,而材料只有在大量燃燒時才會產生大量煙霧,相關研究中認為煙毒與發熱具有正相關,故控制熱釋放率應也要同時控制煙毒生成。
  依我國建築技術規則建築設計施工編88條的規定,建築物依用途、層數、樓地板面積等條件其內部裝修材料應符合不同耐燃等級之要求,而原耐燃測試標準 CNS 6532(98年7月以前)判定基準包括發煙量,後來由 CNS 14705「建築物室內裝修材料之耐燃性試驗法」14705(98年7月之後)取代後,已無發煙量測試項目。但為保障民眾生命安全,標檢局於109年11月參考ISO 5660-1對CNS 14705-1進行修訂,再增加煙產生率測試方法,但尚未有發煙量判定基準之規定。因應國家標準之增修,本所業先進行「建築材料耐燃試驗納入發煙量實驗研究」參考歐洲(EN 13823,以SBI單材耐燃試驗儀測試)建築材料之發煙量分級制度,與我國之室內裝修材料耐燃試驗方法(CNS以CONE圓錐量熱儀測試)進行比較分析,初步以煙量測設備之體積流率與管徑比值作中尺度(SBI)推導至小尺度(CONE)之換算,提出耐燃材料分級發煙量之容許值建議,惟二者間的發煙量推導關係,仍需以實驗進行驗證,因此研提「單材耐燃試驗儀(SBI)精進計畫」計畫,其研究內容與方法分為二個部份,第一部份為單材耐燃試驗儀(SBI)設備的精進,包含排煙管道內之煙量測光學系統、主燃燒器與輔助燃燒器之點火控制系統、高壓線圈、熱質式流量計及火災測試房間整修等。第二部份針對常用之建材分別於單材耐燃試驗儀(SBI)(圖1)及圓錐量熱儀(CONE)(圖2)進行測試,其中單材耐燃試驗儀(SBI)依據歐盟標準進行分級,圓錐量熱儀測試依據CNS 14705-1進行,並對其結果比較分析,提供國內耐燃建材判定納入發煙量基準增修之參考,以彌補現行標準的不足,促進提升我國室內裝修材料防火安全性,降低火災中濃煙危害。

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圖1 單材耐燃試驗儀(SBI)整體試驗示意圖

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圖2 圓錐量熱儀(CONE)試驗設備示意圖