系統識別號 | U0002-2507200715295100 |
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DOI | 10.6846/TKU.2007.00796 |
論文名稱(中文) | 大空間中庭建築性能式煙控系統設計分析-以車站為例 |
論文名稱(英文) | Performance-based Design Analysis of Smoke Management System in Buildings with Large Space and Atria-A Case Study For Station |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 機械與機電工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Mechanical and Electro-Mechanical Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 95 |
學期 | 2 |
出版年 | 96 |
研究生(中文) | 洪誌壕 |
研究生(英文) | Chih-Hao Hung |
學號 | 694340489 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2007-07-01 |
論文頁數 | 112頁 |
口試委員 |
指導教授
-
李宗翰
委員 - 李宗翰 委員 - 史建中 委員 - 顏政雄 委員 - 周顯光 委員 - 丁肇隆 |
關鍵字(中) |
性能式設計 火災動態模擬 煙控 計算流體力學 |
關鍵字(英) |
Performance-based design Fire Simulation FDS Smoke Control CFD |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
近年來隨著國際間多起捷運與地下鐵系統之火災事故,造成極大的人員傷亡,歸納其事件造成重大傷亡之主要原因在於煙控系統之操作失效或緊急運轉策略不健全。 目前台灣各類建築物建造時所遵循的火災安全法規為典型條例式(Prescription)法規,然而對於具備中庭或挑高與開闊空間部分之建築物而言,必須利用性能式火災安全設計方法(performance based fire safety design method) 來做為此類建築物之煙控系統設計依據。本文藉由煙流電腦模擬程式FDS進行電腦模擬分析驗證等方法進行研究。 因此本文之主要目的便是發展中庭建築性能式火災安全設計準則。 |
英文摘要 |
In recent year, there were many fire accidents in MRT and subway station,due to failure in smoke control system and emergency operation strategies. In Taiwan, the fire code is prescriptive in nature and is inappropriate to be utilized in buildings with large spaces and atria, where performance based fire safety design method is applied.This study adopts FDS (Fire Dynamics Simulator) to simulate and analyze the smoke management. It is the goal of this thesis to develop a design guide for this application. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
第一章 序論 1 1-1研究動機與目的 1 1-2分析範圍與限制 2 1-3文獻回顧 2 第二章 研究方法 4 2-1性能式設計法概述 4 2-2性能式設計要素 6 2-3評估方法 7 第三章 CFD計算流體力學分析 9 3-1評估模型分析 9 3-2火災煙控模擬軟體 11 3-2-1 FDS的幾何圖形 12 3-2-2 FDS架構與軟體功能 13 3-2-3國內外使用介紹 14 第四章 車站性能式煙控系統設計 16 4-1自然式煙控系統 16 4-1-1防煙阻體 16 4-1-2防煙區劃 16 4-1-3蓄煙區 17 4-1-4自然排煙 18 4-2火源熱釋放率之決定 19 4-3格點尺寸之決定 21 4-3-1格點設定依據 21 4-3-2格點配置 22 4-3-3格點尺寸之關係 24 4-4結果分析 25 第五章 車站性能式煙控系統設計案例分析 26 5-1火源位置對煙控系統設計之影響 26 5-1-1火災情境 26 5-1-2格點配置 27 5-1-3輸入參數 29 5-1-4危害參數 33 5-2火源位置影響之輸出參數 34 5-2-1情境一輸出參數 36 5-2-2情境一小結 56 5-2-3情境二輸出參數 58 5-2-4情境二小結 78 5-3季風對煙控系統設計之影響 80 5-3-1季風的影響 80 5-3-2火災情境 83 5-3-3輸入參數 84 5-3-4格點配置 86 5-4季風影響之輸出參數 87 5-4-1情境三輸出參數 87 5-4-2情境三小結 107 第六章 車站性能式煙控系統設計 109 6-1結論 109 6-2建議 109 參考文獻 111 圖 目 錄 圖3-1 Smokeview瀏覽情形 13 圖3-2 FDS軟體架構圖 14 圖4-1火源熱釋放率曲線圖 19 圖4-2情境二火源、煙層量測點位置及格點切割圖 22 圖4-3情境二、穿堂層煙層高度比較圖 23 圖4-4情境二、釋熱率比較圖 23 圖5-1 情境一火源、煙層量測點位置及格點切割圖 27 圖5-2情境二火源、煙層量測點位置及格點切割圖 28 圖5-3中央大廳輸出參數剖面圖 34 圖5-4穿堂層及月台層輸出參數剖面圖 34 圖5-5 FDS4.0模型外部鳥瞰圖 35 圖5-6 FDS4.0模型內部剖面圖(穿堂層及中央大廳) 35 圖5-7情境一釋熱率圖 36 圖5-8情境一、中央大廳煙層高度圖 55 圖5-9情境一、穿堂層煙層高度圖 55 圖5-10情境二釋熱率圖 58 圖5-11情境二、中央大廳煙層高度圖 77 圖5-12情境二、穿堂層煙層高度圖 77 圖5-13情境三火源位置及格點切割圖 86 圖5-14情境三釋熱率圖 87 圖5-15情境三、中央大廳煙層高度圖 106 圖5-16情境三、穿堂層煙層高度圖 106 表 目 錄 表4-1火源成長模式 20 表4-2情境二格點分割(格點尺寸 = 0.5m) 22 表4-3情境二格點分割(格點尺寸 = 0.25m) 22 表4-4情境二、格點尺寸與火源上方最高溫度 23 表4-5火災規模與最佳格點尺寸之關係 24 表5-1情境一格點分割 27 表5-2情境二格點分割 28 表5-3車站內人員可容忍基準(1) 33 表5-4情境一自然排煙設備啟動時序 36 表5-5情境二自然排煙設備啟動時序 58 表5-6地況分類與指律指數α值之關係 80 表5-7中央氣象局所屬地面氣象站 82 表5-8情境三格點分割 86 表5-9情境三自然排煙設備啟動時序 87 |
參考文獻 |
1. K.B. McGrattan and G.P. Forney. Fire Dynamics Simulator (Version 4), User’s Guide. NIST Special Publication 1019, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, July 2004. 2. K.B. McGrattan (editor). “Fire Dynamics Simulator (Version 4), Technical Reference Guide.” NIST Special Publication 1018, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, July 2004. 3. G.P. Forney and K.B. McGrattan. “User’s Guide for Smokeview Version 4.” NIST Special Publication 1017, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, July 2004. 4. “NFPA 130, Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems, 2003 edition,” Table B-1.1, National Fire Protection Association, 2003. 5. N. Petterson. Assessing the feasibility of reducing the grid resolution in fds field modeling. Technical report, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand, February 2002. 6. P. Friday and F. W. Mowrer. Comparison of FDS Model Predictions with FM/SNL Fire Test Data. NIST GCR 01-810, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland, April 2001. 7. A. Bounagui, N. Benichou, C. McCartney, and A. Kashef. Optimizing the Grid Size Used in CFD Simulations to Evaluate Fire Safety in Houses. In 3rd NRC Symposium on Computational Fluid Dynamics, High Performance Computing and Virtual Reality, Ottawa, Ontario, Canada, December 2003. National Research Council, Canada. 8. Y. Xin, J.P. Gore, K.B. McGrattan, R.G. Rehm, and H.R. Baum. Large Eddy Simulation of Buoyant Turbulent Pool Fires. In Twenty-Ninth Symposium (International) on Combustion. Combustion Institute, Pittsburgh, Pennsylvania, 2002. 9. J.A. Ierardi and J.R. Barnett. A Quantititive Method for Calibrating CFD Model Calculations. In Proceedings of the CIB-CTBUH International Conference on Tall Buildings. International Council for Research and Innovation in Building and Construction (CIB), 2003. 10. 蔡尤溪等,「大空間防煙性能模擬與現場實測基準之研究」,內政部建築研究所,九十二年十月。 11. 柯建明,「大型車站建築之火災煙控系統設計與電腦模擬分析」,國立中山大學機械與機電工程研究所碩士論文,九十二年六月。 12. 李訓谷,「大空間中庭建築性能是煙控系統設計分析」,國立中山大學機械工程研究所博士 論文,九十年六月。 13. 楊靖威,「建築物性能式防火設計程序之研究-以地下街為例」,國立交通大學機械工程研 究所碩士論文,九十一年六月。 14. 陳榮進,「新型捷運車站性能式煙控與避難系統設計分析」,國立中山大學機械工程研究所 碩士論文,九十年六月。 15. K. H. Yang, S. K. Lee, et al. , "The Control and Operational Strategies of Semi-Transverse Tunnel Ventilation System(s)," Proceedings of the IASTED International Conference, Gold Coast, Australia, May 6-9, 1996. 16. K. H. Yang, S. K. Lee, et al. , "The Computational Flow Analysis of a Semi-Transverse Tunnel Ventilation System(s)," Proceedings of the IASTED International Conference, Gold Coast, Australia, May 6-9, 1996. 17. K. H. Yang, S. K. Lee, et al ., "An Innovative Design Analysis on Smoke management of a Semi-Transverse Vehicle Tunnel Ventilation System", 9th International Conference on Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels, Bhrg, Aosta Valley, Italy 6-8 ,Oct. 1997 18. K. H. Yang, S. K. Lee, et al., "The Experimental Analysis of a Longitudinal Tunnel Ventilation System under Emergency Mode", Third International Conference on Safety in Road and Rail Tunnels,Nice, France, 9-13 March, 1998. 19. K. H. Yang, S. K. Lee, et al., "Analysis and Eeperiment of the Taipei Underground Railway Project under Emergency Operation Modes, part I – the Tunnel on Fire", First International Conference on Major Tunnel and Infrastructure Projects, Taipei, Taiwan, 22-24 May 2000. 20. K. H. Yang, S. K. Lee, et al., "Analysis and Eeperiment of the Taipei Underground Railway Project under Emergency Operation Modes,part II – the Station on Fire", First International Conference on Major Tunnel and Infrastructure Projects, Taipei, Taiwan, 22-24 May 2000. 21. K. H. Yang, S. K. Lee, "Smoke Management Analysis of a Subway Station with Platform Screen Doors", 10th International Symposium on Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels, Boston, USA, 1-3 November 2000. 22. K. H. Yang, S. K. Lee, et al., "Smoke Management and Egress Analysis of the 5 km Pakuashan Vehicle Tunnel", Fourth International Conference on Safety in Road and Rail Tunnels, Madrid, Spain, 2-6 April, 2001. |
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