Responsive image
博碩士論文 etd-0627108-193251 詳細資訊
Title page for etd-0627108-193251
論文名稱
Title
大空間煙控系統補氣之設計應用分析
Application and Analysis of Make-up Air Designs in Large Area Smoke Management Systems
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
121
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2008-06-27
繳交日期
Date of Submission
2008-06-27
關鍵字
Keywords
熱煙實驗、補氣系統、煙控系統、大空間建築
Makeup Air, Full-Scale Hot Smoke Test, Large Space Building, Smoke Management System
統計
Statistics
本論文已被瀏覽 5709 次,被下載 1328
The thesis/dissertation has been browsed 5709 times, has been downloaded 1328 times.
中文摘要
一、研究緣起
於大空間建築發生火災時,無論利用頂部蓄煙或進行機械或自然排煙,皆必須於適當位置設計補氣(Makeup Air),以便造成推拉(Push Pull)之有效氣流組織,才能使煙控系統發揮最佳之煙控性能。此時之補氣量設計、補氣口位置、與補氣口開啟時機,便成為煙控系統補氣設計時極重要之考量因子。
有鑑於我國大空間建築煙控系統之補氣設計,並未明確列於相關設計規範中,因此有必要參考國外先進國家之相關補氣設計與規範進行系統化之分析。
二、研究方法與過程
故本研究首先將收集國外煙控系統補氣設計資料,進行分析補氣系統之最適化設計。其次,利用內政部建築研究所之防火實驗中心,進行大空間建築煙控系統不同開口大小與啟動時機之補氣全尺度熱煙實驗,以獲得本土化之補氣設計數據,進而提供未來相關規範制訂時之重要參考依據,以建立我國本土化之大空間建築之煙控系統補氣之設計規範。
三、重要發現
當大空間建築頂部設置自然排煙口時,檢視其煙控性能可從兩方面著手,一為質量守恆定律,其排煙量me 等於發煙量mp 與補氣量md 之總和。
二為壓力中性面之高度,其比補氣口最高高度還高,因此不會蔓延到火災區之鄰近區域。皆可說明設計補氣口不可缺少之重要性。
其次,若大空間建築頂部設置機械排煙系統時,同樣地,檢視其煙控性能可從兩方面著手,一為質量守恆定律,二為壓力中性面之高度。皆可說明設計補氣口不可缺少之重要性。
假設於穩流(Steady Flow)狀態下,基於守恆定律,從中庭頂部機械排煙口流出戶外之空氣或煙的總流率,等於從煙層底部下方流入中庭室內之空氣總流率。而流入中庭室內之空氣亦即補氣,此處當中庭頂部為機械排煙設計時,則補氣方式可為自然補氣,或者是機械風機補氣。
本研究利用內政部建築研究所防火實驗中心,進行大空間建築煙控系統補氣之全尺度熱煙實驗,以獲得本土化之補氣設計數據,進而提供未來相關規範制訂時之重要參考依據。所完成的項目為1 MW、2 MW、與3 MW之機械排煙自然補氣全尺度實驗。而各種不同火災規模下,還包括9 個實驗項目,亦即:
1. 機械排煙開啟後,並不開啟補氣口
2. 機械排煙開啟後,馬上開啟補氣口1/4 面積
3. 機械排煙開啟60 秒後,開啟補氣口1/4 面積
4. 機械排煙開啟後,馬上開啟補氣口2/4 面積
5. 機械排煙開啟60 秒後,開啟補氣口2/4 面積
6. 機械排煙開啟後,馬上開啟補氣口3/4 面積
7. 機械排煙開啟60 秒後,開啟補氣口3/4 面積
8. 機械排煙開啟後,馬上開啟補氣口全部面積
9. 機械排煙開啟60 秒後,開啟補氣口全部面積
實驗結果顯示,經由煙沈積速度圖與觀察火場之錄影帶得知,本項實驗於點火後開啟機械排煙系統,但不開啟補氣口之情況下,可看出較為明顯煙層滯留現象。印證沒有補氣口作用下,確實會影響煙控系統之性能。
於點火後開啟機械排煙系統,馬上開啟補氣口全部面積之情況下,由於馬上開啟補氣口,可看出有些稍微煙層擾動現象。但因本次實驗之大空間高度及寬度頗大,馬上開啟補氣口之效應,並沒有很明顯影響煙控系統之性能。
於點火後開啟機械排煙系統60 秒,才開啟補氣口全部面積情況下,由於並未馬上開啟補氣口,可從實驗結果看出煙層較為穩定,煙控系統性能也較明顯。
當火災規模為1 MW 時,其煙控性能因補氣口開啟而提升之效果較不明顯。但當火災規模為2 MW 與3 MW 時,其煙控性能因補氣口開啟而提升,較火災規模1 MW 時明顯。
Abstract
Many large space buildings have been built in Taiwan during the past decade and people are very concerned about the fire safety inside the large space. Therefore, a performance-based smoke management system with makeup air system has been exercised.

For steady flow, the mass flow of air or smoke exhaust from the top of an atrium equals the mass flow of air entering below the smoke layer. This airflow entering the atrium is referred to as makeup air, and the makeup air can be either supplied naturally or by fan power.

In this research, various full-scale hot smoke tests for makeup air systems will be performed to evaluate the temperature distribution of smoke layer and the smoke descending rate at ABRI large space fire lab in Tainan.

The experimental results obtained will be utilized as an important reference to establish the code of smoke management system with makeup air system in Taiwan.
目次 Table of Contents
目錄 I
圖目錄 III
表目錄 VII
摘要 VIII
ABSTRACT XI

第一章 緒論 1
1.1 緣起與目的 1
1.2 相關文獻回顧 3
1.3 研究方法與步驟 6

第二章 大空間煙控系統補氣之設計分析 7
2.1 大空間建築補氣設計之理論分析 7
2.2 壓力中性面與補氣設計之關係 15
2.3 自然排煙與補氣設計分析 19
2.4 機械排煙與補氣設計分析 21

第三章 火災煙控全尺度實驗之規劃與預備 23
3.1 火災煙控全尺度實驗場地之簡介 23
3.2 量测儀器佈置與煙層判定原理 26
3.3 機械排煙風機轉速校正實驗 32



第四章 大空間煙控系統補氣全尺度實驗與分析 34
4.1 全尺度熱煙試驗規劃與程序 34
4.2 火災規模1 MW全尺度實驗結果分析 38
4.3 火災規模2 MW全尺度實驗結果分析 58
4.4 火災規模3 MW全尺度實驗結果分析 78
4.5 補氣全尺度實驗小結 98

第五章 研究結論 102
5.1 補氣設計之理論分析 102
5.2 自然及機械排煙與補氣設計分析 103
5.3 火災規模1 MW機械排煙補氣全尺度實驗結果分析 104
5.4 火災規模2 MW機械排煙補氣全尺度實驗結果分析 105
5.5 火災規模3 MW機械排煙補氣全尺度實驗結果分析 106

參考文獻 107
參考文獻 References
1. 田中哮義,「建築火災安全工學入門」,日本建築セソター,1993.

2. J.H. Klote & J.A. Milke, 2002, "Design of smoke management systems ", ASHRAE Inc., Atlanta.

3. NFPA 92B, 2000, "Guide for Smoke Management Systems in Mall, Atria, and Large Areas".

4. Building Research Establishment, 2000, "Design Approaches for smoke Control in atrium Buildings ".

5. As 4391-1999, "Smoke Management System-Hot Smoke Test".

6. 楊冠雄,「大空間建築煙控系統全尺度熱煙性能試驗程序及規範之研究」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,2006。

7. 楊冠雄,「室內中庭及大空間煙氣層流作用對火災探測及排煙功能效應及系統連動之驗證分析」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,2005。

8. 楊冠雄,「大空間建築機械煙控設計之全尺度實驗與驗證」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,2004。

9. 楊冠雄,「大空間建築自然煙控設計之全尺度實驗與驗證」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,2003。

10. 楊冠雄,「挑空中庭及大型開闊空間建築物煙控技術規範之研究」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,2000。
11. 楊冠雄,「建築物空調系統與煙控併用系統性能評估與設計準則」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,1999。

12. 楊冠雄,「高層建築火災之壓力煙控系統分析」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,1998。

13. 楊冠雄,「建築物火災時煙控系統運轉策略分析」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,1997。

14. 楊冠雄,「建築物自然式煙控制系統之研究」,內政部建築研究所專題研究計劃報告,1996。

15. 楊冠雄,「建築物火災時煙流動特性之研究」,內政部建築研究所籌備處專題研究計劃報告,1995。

16. 楊冠雄,「建築物防火之煙控設計分析」,復文書局,1996。

17. 蔡武忠,大空間建築自然煙控設計之全尺度印證,國立中山大學機械與機電工程學系碩士論文,民國93年6月。

18. 戴文聖,大空間建築偵煙系統鳴動對於機械排煙性能之影響分析,國立中山大學機械與機電工程學系碩士論文,民國94年6月。
電子全文 Fulltext
本電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。
論文使用權限 Thesis access permission:校內校外完全公開 unrestricted
開放時間 Available:
校內 Campus: 已公開 available
校外 Off-campus: 已公開 available


紙本論文 Printed copies
紙本論文的公開資訊在102學年度以後相對較為完整。如果需要查詢101學年度以前的紙本論文公開資訊,請聯繫圖資處紙本論文服務櫃台。如有不便之處敬請見諒。
開放時間 available 已公開 available

QR Code