Runehamar隧道模擬半拖車裝載之貨物全尺度f(wàn)ullscall火災(zāi)試驗(yàn)課件

Runehamar隧道模擬半拖車

裝載之貨物全尺度（fullscall）火災(zāi)試驗(yàn)

交通部高速公路局北區(qū)工程處程經(jīng)華副處長(zhǎng)翻譯整理

長(zhǎng)隧道管理研習(xí)營(yíng)(三)荷蘭研究成果研討

1Runehamar隧道模擬半拖車

裝載之貨物全尺度（full壹、前言貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)肆、試驗(yàn)項(xiàng)目伍、總結(jié)2壹、前言2壹、前言歐洲最近幾年數(shù)起公路隧道嚴(yán)重的火災(zāi)，造成重大災(zāi)害，人員的傷亡及隧道結(jié)構(gòu)的破壞，有數(shù)月甚至數(shù)年無(wú)法通車，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成很大衝擊，如1999年法、義交界處白朗峰（MontBlanc）隧道火災(zāi)39人死亡，1999年奧地利陶恩（Tauern）隧道火災(zāi)12人死亡，2001年瑞士聖哥達(dá)（St.Gotthard）隧道火災(zāi)11人死亡。＊半拖車（

Semi-trailer）載貨扮演重要角色，半拖車載貨量大且有極易引燃性之貨物，有相當(dāng)大之火載量。由於對(duì)載貨半拖車所引發(fā)的火災(zāi)，包括載貨的類型，隧道通風(fēng)的情形及火勢(shì)擴(kuò)散而延燒鄰車等資料的不足，因而促使歐盟有關(guān)國(guó)家當(dāng)局發(fā)起起草立法，成立基金作各項(xiàng)研究計(jì)劃與建立各種網(wǎng)路計(jì)劃。3壹、前言歐洲最近幾年數(shù)起公路隧道嚴(yán)重的火災(zāi)，造成重大＊UPTUN計(jì)劃-是以符合成本效益，持續(xù)與創(chuàng)新的方法，來(lái)改善既有隧道防火安全之計(jì)劃。此計(jì)劃開(kāi)始於2002年9月，為期4年之研究發(fā)展計(jì)劃，包括由17個(gè)歐洲國(guó)家的41個(gè)團(tuán)體構(gòu)成。

＊FIT計(jì)劃-有關(guān)歐洲各類隧道防火為主題之網(wǎng)路計(jì)劃（EuropeanThematicNetworkonFireinTunnels），提供有關(guān)火災(zāi)及隧道之最新知識(shí)與研究訊息的傳播平臺(tái)，由12個(gè)歐洲國(guó)家的33個(gè)團(tuán)體組成。壹、前言4＊UPTUN計(jì)劃-是以符合成本效益，持續(xù)與創(chuàng)新的方法，來(lái)壹、前言

2003年9月由參與UPTUN計(jì)劃之瑞典國(guó)家試驗(yàn)與研究機(jī)構(gòu)SP、荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織（TNO）、挪威火災(zāi)研究實(shí)驗(yàn)室SINTEF/NBL，在挪威西岸廢棄的Runehamar隧道中進(jìn)行了模擬半拖車裝載之貨物全尺度火災(zāi)試驗(yàn)研究，提供隧道管理當(dāng)局、隧道設(shè)計(jì)者及消防救援單位重要的資訊。5壹、前言2003年9月由參與UPTUN計(jì)劃之瑞典國(guó)家貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)康?為了對(duì)隧道火災(zāi)發(fā)展有初步了解，估算在全尺度試驗(yàn)中不同材料組合的各種類型貨物其最大熱釋放率（heatreleaserate,HRR）。在瑞典國(guó)家試驗(yàn)與研究機(jī)構(gòu)SP之火災(zāi)試驗(yàn)室，於開(kāi)放空間大型遮煙罩系統(tǒng)（工業(yè)級(jí)熱量計(jì)）下自由燃燒，分別對(duì)不同材料組合的三種類型貨物進(jìn)行燃燒試驗(yàn)。6貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)康?為了對(duì)隧道火災(zāi)發(fā)展有初步了解，估算在全尺貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)一、試驗(yàn)貨物之類型

（一）第一類型：木棧板與塑料棧板組合（82/18﹪）。（二）第二類型：木棧板與聚氨酯墊（PUR,Polyurethanemattress）組合（81/19﹪）。（三）第三類型：紙板箱裝聚苯乙烯（PS,Polystyrene）杯子（81/19﹪）。括弧中之比例分別為纖維料與塑料所占之比例。試驗(yàn)貨物數(shù)量分別為全尺度試驗(yàn)數(shù)量的1/24（不含火勢(shì)擴(kuò)散引燃之目標(biāo)棧版堆）及1/28（含火勢(shì)擴(kuò)散引燃之目標(biāo)棧版堆）。三種類型貨物均由二組棧板堆組成，高度為1.5公尺，約為全尺度試驗(yàn)一半之高度，底部離地面高1.1公尺。7貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)一、試驗(yàn)貨物之類型7貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)二、試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)貨物類型試驗(yàn)室測(cè)得之最大HRR值（MW）全尺度試驗(yàn)（不含引燃之目標(biāo)貨物）估計(jì)之最大HRR值（MW）全尺度試驗(yàn)（含引燃之目標(biāo)貨物）估計(jì)之最大HRR值（MW）1第一類型7.757.75*24=1867.75*28=2172第二類型6.961671953第三類型3.967995

第二類型火勢(shì)成長(zhǎng)率最快，第一類型熱釋放率最大值為7750KW，第二類為6964KW，第三類為3960KW。表1、試驗(yàn)室測(cè)得之最大HRR值及全尺度試驗(yàn)各種類型貨物估計(jì)之最大HRR值8貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)二、試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)貨物類型試驗(yàn)室測(cè)得之最大HR貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)二、試驗(yàn)結(jié)果

圖1、第一類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)（左），三種類型貨物之熱釋放率（右）。

9貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)二、試驗(yàn)結(jié)果圖1、第一類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)（左），參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)一、隧道簡(jiǎn)介Runehamar隧道位在挪威西岸，距首都奧斯陸（Oslo）約400公里，屬挪威公路局（NorwegianRoadAdministration）所轄，為堅(jiān)硬之片麻巖，雙向AC路面之公路隧道，長(zhǎng)1,650公尺，最低高度6.39公尺，寬度8.17-9.40公尺，坡度1-3%之間，約在10年前廢棄不用。10參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)一、隧道簡(jiǎn)介10參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)一、隧道簡(jiǎn)介圖2、Runehamar隧道，為堅(jiān)硬之片麻巖，雙向?yàn)r青混凝土公路隧道

11參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)一、隧道簡(jiǎn)介圖2、Run參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型（一）、第一類型:360個(gè)1200*800*150mm木棧板，20個(gè)1200*1000*150mm木棧板，74個(gè)1200*800*150mmPE塑料棧板。目標(biāo)貨物為32個(gè)木棧板，6個(gè)PE棧板。（二）、第二類型:216個(gè)1200*800*150mm木棧板，240個(gè)PUR墊。目標(biāo)貨物為20個(gè)木棧板，20個(gè)PUR墊。（三）、第三類型:傢俱與附屬裝置（傢俱用塑料緊密地包紮，木質(zhì)抽屜門，有PUR墊的沙發(fā)及扶手，製成標(biāo)本的動(dòng)物，塑料盆栽植物、木質(zhì)玩具屋及塑料玩具），10個(gè)800公斤大橡膠輪胎。目標(biāo)貨物為有墊的沙發(fā)與扶手。（四）、第四類型:貨物為600個(gè)內(nèi)面為長(zhǎng)600*寬400*高500mm的波狀紙板箱，裝有18000個(gè)PS材料的杯子，40個(gè)1200*100*150mm木棧板。目標(biāo)貨物為4個(gè)木棧板及40紙板箱裝有1800個(gè)PS材料的杯子。12參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型（一）、第參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型

圖3、第一類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)圖4、第二類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)13參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型圖3、第一類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型

圖5、第三類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)圖6、第四類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)14參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型圖5、第三類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型

試驗(yàn)貨物類型（不含目標(biāo)貨物）總重量（Kg）理論熱能（GJ）塑料所占比例（﹪）1第一類型9.900207182第二類型6,100113183第三類型8,500150184第四類型2,6005219表2、四種類型貨物總重量及塑料所占比例15參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型試驗(yàn)貨物類型（不含目標(biāo)貨物參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置

二組移動(dòng)式風(fēng)機(jī)置於隧道東端，風(fēng)由東端往西端吹送，一組置於隧道口前12公尺，另一組置於隧道內(nèi)大約50-60公尺處。風(fēng)機(jī)外徑1.52公尺，引擎馬力140HP，軸向推力2500N，基本送風(fēng)量（primaryair-flowrate）52.7m3/s。此二組風(fēng)機(jī)在火源下游458公尺量測(cè)位置均能產(chǎn)生軸流風(fēng)速3m/s，火源上游50公尺，點(diǎn)火前一分鐘平均最初軸流風(fēng)速2.9-3.4m/s，在各次試驗(yàn)中風(fēng)速大約在2.5m/s。16參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置二組移動(dòng)式風(fēng)參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置

圖7、模擬半拖車貨物及目標(biāo)貨物位置17參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置圖7、模擬半拖車貨物參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置

圖8、模擬半拖車貨物、目標(biāo)貨物及儀器佈設(shè)位置，T=瓦斯氣體溫度計(jì)，PT=平板熱電偶溫度計(jì)，R=熱通量計(jì)18參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置圖8、模擬半拖車貨物參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)

為了保護(hù)試驗(yàn)的Runehamar隧道在高溫測(cè)試下不致遭受破壞，試驗(yàn)單位要求隧道的隔熱保護(hù)材料須符合以下條件：能耐四次試驗(yàn)的火災(zāi)，最高溫度達(dá)1400℃。巖石隧道結(jié)構(gòu)之溫度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為250℃，此溫度是對(duì)巖石材料造成最低損壞之安全溫度。隔熱保護(hù)材料不允許出現(xiàn)有任何整塊的破壞。隔熱保護(hù)材料要容易安裝，節(jié)省安裝時(shí)間，並且對(duì)於遭受例如機(jī)械性撞擊受損壞之部分要容易更換。19參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)為了保護(hù)試驗(yàn)的Run參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)

Promatect-T板及其配件經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室3次連續(xù)試驗(yàn)，驗(yàn)證其品質(zhì)可符合要求，提供Promatect-T板來(lái)作為隔熱保護(hù)材料。

20參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)Promatec參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)

圖9、Promatect-T板隔熱保護(hù)位置之隧道斷面圖。21參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)圖9、Promatect-T參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)

圖10、隧道用Promatect-T板來(lái)做為隔熱保護(hù)材料22參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)圖10、隧道用Promatec肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率

圖11、距火源下游458公尺處儀器佈設(shè)圖。T＝gastemoerature，u＝gasvelocity，O2＝oxygen，CO2＝carbondioxide，CO＝carbonmonoxide，H＝隧道高度。

23肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率圖11、距火源下游458公尺處儀器佈肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率

※四種類型貨物其熱釋放率最大值在71至203（平均值）MW間，達(dá)到最大值的時(shí)間是自點(diǎn)火後8-18.5分鐘?！谝弧⒍愋拓浳餆後尫怕食^(guò)130MW時(shí)，有一段時(shí)間火有脈衝，最大脈衝速度為3-4m/s，最小為1~1.5m/s，頻率約45秒。測(cè)試從點(diǎn)火開(kāi)始至HRR尖峰值之時(shí)間（min）線性成長(zhǎng)率(R=線性迴歸係數(shù))（MW/min）HRR尖峰值（MW）試驗(yàn)室估計(jì)之HRR尖峰值(不含目標(biāo)貨物/含目標(biāo)貨物)（MW）118.520.5（R=0.997）203（平均值）186/217214.329.0（R=0.991）158（平均值）167/195310.417.0（R=0.998）124.9.-47.75-70MW：17.7（R=0.996）70.579-95表3、四種類型貨物最大HRR值及火勢(shì)成長(zhǎng)率24肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率※四種類型貨物其熱釋放率最大值在71肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率

圖12、四種類型貨物熱釋放率HRR成長(zhǎng)率曲線25肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率圖12、四種類型貨物熱釋放率HRR成肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（一）、火勢(shì)成長(zhǎng)全景圖13、四種類型貨物點(diǎn)火5分鐘後火勢(shì)發(fā)展情形26肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖13、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（一）、火勢(shì)成長(zhǎng)全景圖14、四種類型貨物點(diǎn)火30分鐘後火勢(shì)發(fā)展情形27肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖14、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形圖15、貨物中熱電偶溫度計(jì)T1，T2，T3，T4佈設(shè)位置28肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖15、貨物中肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形

試驗(yàn)結(jié)果顯示，在點(diǎn)火10-15分鐘後，貨物中之溫度上升至900-1000℃，而第一類型貨物其尖峰值達(dá)1200℃。第一類型貨物中靠近點(diǎn)火點(diǎn)之熱電偶溫度計(jì)TC-04，在點(diǎn)火3分鐘後溫度即上升，7分鐘後整個(gè)貨物全部著火燃燒。第二類型貨物顯示點(diǎn)火4分鐘後即全部燃燒。此四種類型貨物，全部著火燃燒的時(shí)間是在點(diǎn)火後8-10分鐘。29肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形圖16、四種類型貨物中之溫度發(fā)展情形30肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖16、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形貨物燃燒長(zhǎng)度為時(shí)間的函數(shù)，第一、三類型貨物顯示為線型關(guān)係，燃燒長(zhǎng)度在1.3-6.5公尺間，火大約是以18m/s等速率擴(kuò)散。第四類型貨物在相同燃燒長(zhǎng)度下，火勢(shì)擴(kuò)散速率更快。第二類型貨物在測(cè)試過(guò)程中部分貨物塌下而失敗，因此顯示燃燒長(zhǎng)度為6.5m發(fā)生的時(shí)間較燃燒長(zhǎng)度為3.9m時(shí)提早發(fā)生。31肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形圖17、溫度600℃時(shí)四種類型貨物之燃燒長(zhǎng)度成長(zhǎng)32肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖17、溫度6肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（三）、火場(chǎng)附近輻射熱程度圖18、四種類型貨物試驗(yàn)時(shí)熱通量計(jì)位置33肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖18、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（三）、火場(chǎng)附近輻射熱程度通常一物體表面輻射熱通量超過(guò)12.5KW/m2以上，即會(huì)引燃起火，因此會(huì)增高火勢(shì)擴(kuò)散的危險(xiǎn)。圖19為四種類型貨物火場(chǎng)附近測(cè)得的輻射熱通量，引發(fā)火勢(shì)擴(kuò)散之臨界值12.5KW/m2標(biāo)明於圖中，第一類型貨物地面上之熱通量在15分鐘期間維持250KW/m2，隧道壁上測(cè)得的尖峰值為200KW/m2，平均值約為120KW/m2，而火場(chǎng)上游5公尺距離仍有50KW/m2。四種類型貨物火場(chǎng)上游5公尺距離之熱通量，均超過(guò)火勢(shì)擴(kuò)散引燃在此位置車輛之臨界值12.5KW/m2，只是此擴(kuò)散引燃鄰車危險(xiǎn)維持的間不同而已，第一類型貨物火勢(shì)擴(kuò)散的危險(xiǎn)持續(xù)有55分鐘，其他三種類型測(cè)試貨物則為7-10分鐘。34肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層通常一物體表面肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（三）、火場(chǎng)附近輻射熱程度圖19、四種類型貨物火場(chǎng)附近之輻射熱通量35肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖19、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（四）、輻射熱通量與消防隊(duì)員一般而言，火場(chǎng)上游20公尺之輻射熱程度，是決定消防隊(duì)員是否能拿消防水柱到達(dá)火場(chǎng)的重要距離。試驗(yàn)顯示消防隊(duì)員穿上防火衣，能耐的住之輻射熱通量為5kw/m2，超過(guò)此值約5分鐘後會(huì)覺(jué)得疼痛難耐。圖20為火場(chǎng)上游20公尺距離之輻射熱通量曲線，顯示四類貨物輻射熱通量均低於臨界值5KW/m2，救火隊(duì)員能在火場(chǎng)20公尺遠(yuǎn)的地方來(lái)滅火。36肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層一般而言，火場(chǎng)肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（四）、輻射熱通量與消防隊(duì)員圖20、四種類型貨物燃燒時(shí)離火場(chǎng)上游20公尺之熱通量37肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖20、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（五）、離地面1公尺處隧道牆壁之熱載量

圖21為各類型貨物離地面1公尺高度隧道牆壁輻射熱溫度與一些熟知的額定火災(zāi)升溫曲線圖，第一類型貨物顯示有900℃之平均溫度，持續(xù)30分鐘時(shí)間，其最高值達(dá)1110℃。第二類型貨物最高溫度為1000℃，第二、四類型貨物有15分鐘時(shí)間其平均溫度為800℃，第三類型貨物同樣15分鐘時(shí)間之平均溫度較低，仍達(dá)700℃。在四種類型貨物測(cè)試中，隧道牆壁的溫度均超過(guò)用於建築材料火災(zāi)試驗(yàn)的ISO-834升溫曲線之溫度，第一類型貨物之溫度超過(guò)ISO-834曲線之溫度持續(xù)有30分鐘之久，而其他類型貨物則大約持續(xù)15分鐘之久。其它火災(zāi)升溫曲線RABT（德國(guó)之RABT/ZTV隧道）與HCEu1歐洲統(tǒng)一規(guī)範(fàn)第一卷炭氫化合物（thehydrocarbonEurocode1）曲線似較適合用於代表隧道牆壁上熱載量。38肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（五）、離地面1公尺處隧道牆壁之熱載量圖21、四種類型貨物燃燒時(shí)對(duì)離地面1公尺處隧道牆壁輻射熱溫度39肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖21、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（六）、回流層圖22、四種類型貨物測(cè)試時(shí)熱電偶溫度計(jì)裝設(shè)位置40肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖22、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（六）、回流層

依據(jù)Mr.Atkinson研究，熱釋放率大於10MW時(shí)，阻止熱回流層發(fā)生之通風(fēng)臨界風(fēng)速，於寬隧道為2.2m/s，窄隧道為2.5m/s。從圖23、24中可得到回流層發(fā)生時(shí)之速度量測(cè)值與Mr.Atkinson所預(yù)相當(dāng)一致，通風(fēng)風(fēng)速2.5m/s足以阻止回流層發(fā)生。

41肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（六）、回流層圖23、第三、四類型貨物火場(chǎng)上游之風(fēng)速及預(yù)測(cè)之回流層發(fā)生期間42肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖23、第三、肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（六）、回流層圖24、第三、四類型貨物火場(chǎng)上游25，75公尺處之溫度與Mr.Atkinson預(yù)測(cè)之回流層發(fā)生期間43肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖24、第三、肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖25、各式量測(cè)儀器之設(shè)各式量測(cè)儀器之設(shè)置，中間之?dāng)?shù)字為距火源中央之距離，下方之?dāng)?shù)字為距隧道西端洞口之距離44肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖25、各式量測(cè)儀肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度（一）、圖26為四種類型貨物接近火場(chǎng)處測(cè)得之瓦斯氣體溫度，四種類型貨物其火勢(shì)發(fā)展與最大熱釋放率均有不同，第一類型測(cè)試貨物其總熱能量（totalenergycontent）最高，因此其熱釋放率為最大，所產(chǎn)生高溫瓦斯氣體的時(shí)間也較長(zhǎng)，最高溫度可達(dá)1365℃；第二、三、四類型貨物之瓦斯氣體最高溫度為1281-1305℃，第四類型貨物只有3120公斤，與其它類型貨物比較，其潛在產(chǎn)生之熱能最低，雖然所生成之高溫瓦斯氣體維持之時(shí)間較短，但是與第一類型貨物有相同的大小。四種類型貨物所產(chǎn)生瓦斯氣體溫度疾速增高前，因火勢(shì)緩慢擴(kuò)散到貨物裡，溫度增高初期有延遲情形。45肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度（一）、圖26肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖26、四種類型貨物接近火場(chǎng)處測(cè)得之瓦斯氣體溫度46肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖26、四種類型貨肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度（二）、圖27為第一類型貨物天花附近（在+10公尺處）之瓦斯氣體溫度與四種不同之標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線之比較，可看出瓦斯氣體溫度增高相當(dāng)快速，約有3分鐘的時(shí)間幾乎緊隨炭氫化合物（hydrocarbon）升溫曲線，其後溫度更快速往上升，超越炭氫化合物升溫曲線，而循RWS曲線增高。四種類型貨物，其熱釋放率均未達(dá)300MW，但其產(chǎn)生之瓦斯氣體溫度曲線均循RWS曲線增高。47肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度（二）、圖肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖27、第一類型貨物接近火場(chǎng)（下游10M處）之瓦斯氣體溫度與四種不同之升溫曲線比較圖48肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖27、第一類型貨肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度

參、四節(jié)說(shuō)明為了安全，防止隧道天花巖石掉落，用Promatect-T板來(lái)做為隔熱保護(hù)材料，在試驗(yàn)中及試驗(yàn)後，有大巖塊掉落在無(wú)保護(hù)之上游及下游路上，無(wú)保護(hù)之下游到西端洞口路上幾乎都有掉落巖塊，圖28顯示此種隔熱保護(hù)是需要的。49肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖28、無(wú)保護(hù)之隧道上游及下游路上有巖塊掉落50肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖28、無(wú)保護(hù)之隧肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度

隧道雖然有通風(fēng)，無(wú)保護(hù)之上游有大巖塊掉落是因回流層所造成，回流層的發(fā)生是火勢(shì)強(qiáng)度增加時(shí)，整個(gè)火場(chǎng)壓降增加，風(fēng)速減低所致。圖29為第一類型貨物火場(chǎng)上游瓦斯氣體溫度，在火場(chǎng)上游40公尺處溫度超過(guò)100℃甚多，遠(yuǎn)離火場(chǎng)上游100公尺處，溫度接近100℃。51肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖29、第一類型貨物火場(chǎng)上游瓦斯氣體溫度52肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖29、第一類型貨伍、總結(jié)一、瓦斯氣體溫度在隧道中模擬半拖車裝載四種不同類型之貨物，做全尺度火災(zāi)試驗(yàn)，這四種不同類型的貨物是由纖維素材料與塑料，大約以80/20的比例組合裝載，是每天半拖車在公路上來(lái)往，也經(jīng)常通過(guò)隧道所載運(yùn)的貨物。雖然這四種不同類型之貨物其類型及數(shù)量有不同，但試驗(yàn)結(jié)果顯示所生成之瓦斯氣體溫度在最初延遲後，溫度很快升高，此結(jié)果亦顯示隧道結(jié)構(gòu)及其保護(hù)措施，必須能抵抗很高的溫度，最能代表此四種類型材料試驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線是RWS曲線。53伍、總結(jié)一、瓦斯氣體溫度53伍、總結(jié)二、熱釋放率（一）、在軸流通風(fēng)情形下，四種類型貨物自點(diǎn)火後8-18.5分鐘達(dá)到熱釋放率尖峰值，尖峰值為71-203（平均值）MW。（二）、第一、二類型貨物熱釋放率超過(guò)130MW之一段期間，觀測(cè)到火及煙有脈衝情形。（三）、火災(zāi)的成長(zhǎng)在5-100MW（第四類型貨物為70MW）為線性成長(zhǎng)。（四）、熱通量量測(cè)結(jié)果顯示，消防隊(duì)員能在離火場(chǎng)20公尺遠(yuǎn)的地方，拿消防水柱來(lái)滅火。54伍、總結(jié)二、熱釋放率54伍、總結(jié)三、火勢(shì)擴(kuò)散與離地面1公尺處隧道牆壁之熱載量（一）、四種類型貨物之火勢(shì)擴(kuò)散快速，5-10分鐘內(nèi)整個(gè)貨物全部著火。（二）、輻射熱所引發(fā)之火勢(shì)擴(kuò)散，第一類型貨物火勢(shì)擴(kuò)散距火源5公尺上游之車輛，持續(xù)時(shí)間有55分鐘之久。此危險(xiǎn)亦存在於第二、三、四類型貨物，此危險(xiǎn)之持續(xù)時(shí)間為7-10分鐘。（三）、四種類型貨物對(duì)隧道牆壁之熱載量超過(guò)用於建築材料之標(biāo)準(zhǔn)ISO-384升溫曲線有15-30分鐘之久，RABT（德國(guó)之RABT/ZTV隧道）與HCEu1歐洲統(tǒng)一規(guī)範(fàn)第一卷炭氫化合物（thehydrocarbonEurocode1）火災(zāi)溫度曲線似更適用於代表隧道牆壁上熱載量。55伍、總結(jié)三、火勢(shì)擴(kuò)散與離地面1公尺處隧道牆壁之熱載量55伍、總結(jié)四、回流層（一）、回流層發(fā)生時(shí)測(cè)得之風(fēng)速與Mr.Atkinson預(yù)測(cè)值甚一致，超過(guò)2.5m/s無(wú)回流層。（二）、沒(méi)有隔熱保護(hù)之上游天花，隧道巖石受回流層高溫致掉落，對(duì)用路人逃生與消防救災(zāi)人員均有危險(xiǎn)，同樣的問(wèn)題，隧道內(nèi)之混凝土在高溫下亦會(huì)碎裂。未做隔熱保護(hù)之下游天花，路上亦有掉落之隧道巖石。56伍、總結(jié)四、回流層56附記本文及圖、表等係整理自以下諸位先生在Runehamar隧道全尺度火災(zāi)試驗(yàn)之研究報(bào)告，謹(jǐn)對(duì)作者敬致謝意。本文一方面是出國(guó)報(bào)告之一部分，一方面分享給對(duì)隧道中重型貨車火災(zāi)試驗(yàn)有興趣之先進(jìn)。文章中對(duì)作者之原文意如有誤解謬譯之處，敬請(qǐng)指正，並對(duì)作者致歉。交通部高速公路局北區(qū)工程處程經(jīng)華副處長(zhǎng)翻譯整理長(zhǎng)隧道管理研習(xí)營(yíng)(三)荷蘭研究成果研討57附記57附記【1】Ingason,H.andL?nnermark,A.,PROJECTDESCRIPTIONANDPLANNINGOFLARGESCALETESTSINRUNEHAMARTUNNEL,SPSwedishNationalTestingandResearchInstitute,Bor?sSweden,August2003.【2】Ingason,H.andL?nnermark,A.,LARGESCALEFIRETESTSINTHERUNEHAMARTUNNEL–HeatReleaseRate(HRR),SPSwedishNationalTestingandResearchInstitute,Sweden.【3】L?nnermark,A.andIngason,H.,LARGE-SCALEFIRETESTSINTHERUNEHAMARTUNNEL-Gastemperatureandradiation,SPSwedishNationalTestingandResearchInstitute,Sweden.【4】Lemaire,A.,RUNEHAMARTUNNELFIRETESTS–radiation,firespreadandbacklayering,TNOBuildingandConstructionResearch,CentreforFireResearch,TheNetherlands.【5】Opstad,K.andWighus,R.,FIRESUPPRESSIONSYSTEMSFORROADTUNNELS(UPTUN),SINTEF,NorwegianFireResearchLaboratory(NBL),Norway.【6】Brekelmans,J.W.P.M.andGoudzwaard,D.van,RUNEHAMARtestsaspartoftheUPTUNproject,TNOBuildingandConstructionResearch,CentreforFireResearch,TheNetherlands【7】Olst,D.vanandBosch,Renévanden,PROTECTINGTHERUNEHAMARTUNNELINNORWAYWITHPROMATECT“-TAGAINSTMULTIPLEFIRES,ASPARTOFTHEUPTUNRESEARCHPROGRAMME,PROMATBV,Tunnelfireprotection,TheNetherlands.【8】Anton,O.andWu,X.,RUNEHAMARTUNNELFIRETESTS–UPTUN-FIREPROTECTION,PROMATInternationalNV,Belgium.58附記58報(bào)告完畢敬請(qǐng)指正59報(bào)告完畢59Runehamar隧道模擬半拖車

裝載之貨物全尺度（fullscall）火災(zāi)試驗(yàn)

交通部高速公路局北區(qū)工程處程經(jīng)華副處長(zhǎng)翻譯整理

長(zhǎng)隧道管理研習(xí)營(yíng)(三)荷蘭研究成果研討

60Runehamar隧道模擬半拖車

裝載之貨物全尺度（full壹、前言貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)肆、試驗(yàn)項(xiàng)目伍、總結(jié)61壹、前言2壹、前言歐洲最近幾年數(shù)起公路隧道嚴(yán)重的火災(zāi)，造成重大災(zāi)害，人員的傷亡及隧道結(jié)構(gòu)的破壞，有數(shù)月甚至數(shù)年無(wú)法通車，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成很大衝擊，如1999年法、義交界處白朗峰（MontBlanc）隧道火災(zāi)39人死亡，1999年奧地利陶恩（Tauern）隧道火災(zāi)12人死亡，2001年瑞士聖哥達(dá)（St.Gotthard）隧道火災(zāi)11人死亡。＊半拖車（

Semi-trailer）載貨扮演重要角色，半拖車載貨量大且有極易引燃性之貨物，有相當(dāng)大之火載量。由於對(duì)載貨半拖車所引發(fā)的火災(zāi)，包括載貨的類型，隧道通風(fēng)的情形及火勢(shì)擴(kuò)散而延燒鄰車等資料的不足，因而促使歐盟有關(guān)國(guó)家當(dāng)局發(fā)起起草立法，成立基金作各項(xiàng)研究計(jì)劃與建立各種網(wǎng)路計(jì)劃。62壹、前言歐洲最近幾年數(shù)起公路隧道嚴(yán)重的火災(zāi)，造成重大＊UPTUN計(jì)劃-是以符合成本效益，持續(xù)與創(chuàng)新的方法，來(lái)改善既有隧道防火安全之計(jì)劃。此計(jì)劃開(kāi)始於2002年9月，為期4年之研究發(fā)展計(jì)劃，包括由17個(gè)歐洲國(guó)家的41個(gè)團(tuán)體構(gòu)成。

＊FIT計(jì)劃-有關(guān)歐洲各類隧道防火為主題之網(wǎng)路計(jì)劃（EuropeanThematicNetworkonFireinTunnels），提供有關(guān)火災(zāi)及隧道之最新知識(shí)與研究訊息的傳播平臺(tái)，由12個(gè)歐洲國(guó)家的33個(gè)團(tuán)體組成。壹、前言63＊UPTUN計(jì)劃-是以符合成本效益，持續(xù)與創(chuàng)新的方法，來(lái)壹、前言

2003年9月由參與UPTUN計(jì)劃之瑞典國(guó)家試驗(yàn)與研究機(jī)構(gòu)SP、荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織（TNO）、挪威火災(zāi)研究實(shí)驗(yàn)室SINTEF/NBL，在挪威西岸廢棄的Runehamar隧道中進(jìn)行了模擬半拖車裝載之貨物全尺度火災(zāi)試驗(yàn)研究，提供隧道管理當(dāng)局、隧道設(shè)計(jì)者及消防救援單位重要的資訊。64壹、前言2003年9月由參與UPTUN計(jì)劃之瑞典國(guó)家貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)康?為了對(duì)隧道火災(zāi)發(fā)展有初步了解，估算在全尺度試驗(yàn)中不同材料組合的各種類型貨物其最大熱釋放率（heatreleaserate,HRR）。在瑞典國(guó)家試驗(yàn)與研究機(jī)構(gòu)SP之火災(zāi)試驗(yàn)室，於開(kāi)放空間大型遮煙罩系統(tǒng)（工業(yè)級(jí)熱量計(jì)）下自由燃燒，分別對(duì)不同材料組合的三種類型貨物進(jìn)行燃燒試驗(yàn)。65貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)?zāi)康?為了對(duì)隧道火災(zāi)發(fā)展有初步了解，估算在全尺貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)一、試驗(yàn)貨物之類型

（一）第一類型：木棧板與塑料棧板組合（82/18﹪）。（二）第二類型：木棧板與聚氨酯墊（PUR,Polyurethanemattress）組合（81/19﹪）。（三）第三類型：紙板箱裝聚苯乙烯（PS,Polystyrene）杯子（81/19﹪）。括弧中之比例分別為纖維料與塑料所占之比例。試驗(yàn)貨物數(shù)量分別為全尺度試驗(yàn)數(shù)量的1/24（不含火勢(shì)擴(kuò)散引燃之目標(biāo)棧版堆）及1/28（含火勢(shì)擴(kuò)散引燃之目標(biāo)棧版堆）。三種類型貨物均由二組棧板堆組成，高度為1.5公尺，約為全尺度試驗(yàn)一半之高度，底部離地面高1.1公尺。66貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)一、試驗(yàn)貨物之類型7貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)二、試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)貨物類型試驗(yàn)室測(cè)得之最大HRR值（MW）全尺度試驗(yàn)（不含引燃之目標(biāo)貨物）估計(jì)之最大HRR值（MW）全尺度試驗(yàn)（含引燃之目標(biāo)貨物）估計(jì)之最大HRR值（MW）1第一類型7.757.75*24=1867.75*28=2172第二類型6.961671953第三類型3.967995

第二類型火勢(shì)成長(zhǎng)率最快，第一類型熱釋放率最大值為7750KW，第二類為6964KW，第三類為3960KW。表1、試驗(yàn)室測(cè)得之最大HRR值及全尺度試驗(yàn)各種類型貨物估計(jì)之最大HRR值67貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)二、試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)貨物類型試驗(yàn)室測(cè)得之最大HR貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)二、試驗(yàn)結(jié)果

圖1、第一類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)（左），三種類型貨物之熱釋放率（右）。

68貳、試驗(yàn)室試驗(yàn)二、試驗(yàn)結(jié)果圖1、第一類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)（左），參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)一、隧道簡(jiǎn)介Runehamar隧道位在挪威西岸，距首都奧斯陸（Oslo）約400公里，屬挪威公路局（NorwegianRoadAdministration）所轄，為堅(jiān)硬之片麻巖，雙向AC路面之公路隧道，長(zhǎng)1,650公尺，最低高度6.39公尺，寬度8.17-9.40公尺，坡度1-3%之間，約在10年前廢棄不用。69參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)一、隧道簡(jiǎn)介10參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)一、隧道簡(jiǎn)介圖2、Runehamar隧道，為堅(jiān)硬之片麻巖，雙向?yàn)r青混凝土公路隧道

70參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)一、隧道簡(jiǎn)介圖2、Run參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型（一）、第一類型:360個(gè)1200*800*150mm木棧板，20個(gè)1200*1000*150mm木棧板，74個(gè)1200*800*150mmPE塑料棧板。目標(biāo)貨物為32個(gè)木棧板，6個(gè)PE棧板。（二）、第二類型:216個(gè)1200*800*150mm木棧板，240個(gè)PUR墊。目標(biāo)貨物為20個(gè)木棧板，20個(gè)PUR墊。（三）、第三類型:傢俱與附屬裝置（傢俱用塑料緊密地包紮，木質(zhì)抽屜門，有PUR墊的沙發(fā)及扶手，製成標(biāo)本的動(dòng)物，塑料盆栽植物、木質(zhì)玩具屋及塑料玩具），10個(gè)800公斤大橡膠輪胎。目標(biāo)貨物為有墊的沙發(fā)與扶手。（四）、第四類型:貨物為600個(gè)內(nèi)面為長(zhǎng)600*寬400*高500mm的波狀紙板箱，裝有18000個(gè)PS材料的杯子，40個(gè)1200*100*150mm木棧板。目標(biāo)貨物為4個(gè)木棧板及40紙板箱裝有1800個(gè)PS材料的杯子。71參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型（一）、第參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型

圖3、第一類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)圖4、第二類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)72參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型圖3、第一類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型

圖5、第三類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)圖6、第四類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)73參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型圖5、第三類型貨物火災(zāi)試驗(yàn)參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型

試驗(yàn)貨物類型（不含目標(biāo)貨物）總重量（Kg）理論熱能（GJ）塑料所占比例（﹪）1第一類型9.900207182第二類型6,100113183第三類型8,500150184第四類型2,6005219表2、四種類型貨物總重量及塑料所占比例74參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)二、測(cè)試貨物類型試驗(yàn)貨物類型（不含目標(biāo)貨物參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置

二組移動(dòng)式風(fēng)機(jī)置於隧道東端，風(fēng)由東端往西端吹送，一組置於隧道口前12公尺，另一組置於隧道內(nèi)大約50-60公尺處。風(fēng)機(jī)外徑1.52公尺，引擎馬力140HP，軸向推力2500N，基本送風(fēng)量（primaryair-flowrate）52.7m3/s。此二組風(fēng)機(jī)在火源下游458公尺量測(cè)位置均能產(chǎn)生軸流風(fēng)速3m/s，火源上游50公尺，點(diǎn)火前一分鐘平均最初軸流風(fēng)速2.9-3.4m/s，在各次試驗(yàn)中風(fēng)速大約在2.5m/s。75參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置二組移動(dòng)式風(fēng)參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置

圖7、模擬半拖車貨物及目標(biāo)貨物位置76參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置圖7、模擬半拖車貨物參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置

圖8、模擬半拖車貨物、目標(biāo)貨物及儀器佈設(shè)位置，T=瓦斯氣體溫度計(jì)，PT=平板熱電偶溫度計(jì)，R=熱通量計(jì)77參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)三、測(cè)試貨物及風(fēng)機(jī)位置圖8、模擬半拖車貨物參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)

為了保護(hù)試驗(yàn)的Runehamar隧道在高溫測(cè)試下不致遭受破壞，試驗(yàn)單位要求隧道的隔熱保護(hù)材料須符合以下條件：能耐四次試驗(yàn)的火災(zāi)，最高溫度達(dá)1400℃。巖石隧道結(jié)構(gòu)之溫度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為250℃，此溫度是對(duì)巖石材料造成最低損壞之安全溫度。隔熱保護(hù)材料不允許出現(xiàn)有任何整塊的破壞。隔熱保護(hù)材料要容易安裝，節(jié)省安裝時(shí)間，並且對(duì)於遭受例如機(jī)械性撞擊受損壞之部分要容易更換。78參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)為了保護(hù)試驗(yàn)的Run參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)

Promatect-T板及其配件經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室3次連續(xù)試驗(yàn)，驗(yàn)證其品質(zhì)可符合要求，提供Promatect-T板來(lái)作為隔熱保護(hù)材料。

79參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)Promatec參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)

圖9、Promatect-T板隔熱保護(hù)位置之隧道斷面圖。80參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)圖9、Promatect-T參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)

圖10、隧道用Promatect-T板來(lái)做為隔熱保護(hù)材料81參、全尺度火災(zāi)試驗(yàn)四、隧道保護(hù)圖10、隧道用Promatec肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率

圖11、距火源下游458公尺處儀器佈設(shè)圖。T＝gastemoerature，u＝gasvelocity，O2＝oxygen，CO2＝carbondioxide，CO＝carbonmonoxide，H＝隧道高度。

82肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率圖11、距火源下游458公尺處儀器佈肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率

※四種類型貨物其熱釋放率最大值在71至203（平均值）MW間，達(dá)到最大值的時(shí)間是自點(diǎn)火後8-18.5分鐘?！谝?、二類型貨物熱釋放率超過(guò)130MW時(shí)，有一段時(shí)間火有脈衝，最大脈衝速度為3-4m/s，最小為1~1.5m/s，頻率約45秒。測(cè)試從點(diǎn)火開(kāi)始至HRR尖峰值之時(shí)間（min）線性成長(zhǎng)率(R=線性迴歸係數(shù))（MW/min）HRR尖峰值（MW）試驗(yàn)室估計(jì)之HRR尖峰值(不含目標(biāo)貨物/含目標(biāo)貨物)（MW）118.520.5（R=0.997）203（平均值）186/217214.329.0（R=0.991）158（平均值）167/195310.417.0（R=0.998）124.9.-47.75-70MW：17.7（R=0.996）70.579-95表3、四種類型貨物最大HRR值及火勢(shì)成長(zhǎng)率83肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率※四種類型貨物其熱釋放率最大值在71肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率

圖12、四種類型貨物熱釋放率HRR成長(zhǎng)率曲線84肆、試驗(yàn)項(xiàng)目一、熱釋放率圖12、四種類型貨物熱釋放率HRR成肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（一）、火勢(shì)成長(zhǎng)全景圖13、四種類型貨物點(diǎn)火5分鐘後火勢(shì)發(fā)展情形85肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖13、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（一）、火勢(shì)成長(zhǎng)全景圖14、四種類型貨物點(diǎn)火30分鐘後火勢(shì)發(fā)展情形86肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖14、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形圖15、貨物中熱電偶溫度計(jì)T1，T2，T3，T4佈設(shè)位置87肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖15、貨物中肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形

試驗(yàn)結(jié)果顯示，在點(diǎn)火10-15分鐘後，貨物中之溫度上升至900-1000℃，而第一類型貨物其尖峰值達(dá)1200℃。第一類型貨物中靠近點(diǎn)火點(diǎn)之熱電偶溫度計(jì)TC-04，在點(diǎn)火3分鐘後溫度即上升，7分鐘後整個(gè)貨物全部著火燃燒。第二類型貨物顯示點(diǎn)火4分鐘後即全部燃燒。此四種類型貨物，全部著火燃燒的時(shí)間是在點(diǎn)火後8-10分鐘。88肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形圖16、四種類型貨物中之溫度發(fā)展情形89肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖16、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形貨物燃燒長(zhǎng)度為時(shí)間的函數(shù)，第一、三類型貨物顯示為線型關(guān)係，燃燒長(zhǎng)度在1.3-6.5公尺間，火大約是以18m/s等速率擴(kuò)散。第四類型貨物在相同燃燒長(zhǎng)度下，火勢(shì)擴(kuò)散速率更快。第二類型貨物在測(cè)試過(guò)程中部分貨物塌下而失敗，因此顯示燃燒長(zhǎng)度為6.5m發(fā)生的時(shí)間較燃燒長(zhǎng)度為3.9m時(shí)提早發(fā)生。90肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（二）、貨物中之溫度及火勢(shì)擴(kuò)散情形圖17、溫度600℃時(shí)四種類型貨物之燃燒長(zhǎng)度成長(zhǎng)91肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖17、溫度6肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（三）、火場(chǎng)附近輻射熱程度圖18、四種類型貨物試驗(yàn)時(shí)熱通量計(jì)位置92肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖18、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（三）、火場(chǎng)附近輻射熱程度通常一物體表面輻射熱通量超過(guò)12.5KW/m2以上，即會(huì)引燃起火，因此會(huì)增高火勢(shì)擴(kuò)散的危險(xiǎn)。圖19為四種類型貨物火場(chǎng)附近測(cè)得的輻射熱通量，引發(fā)火勢(shì)擴(kuò)散之臨界值12.5KW/m2標(biāo)明於圖中，第一類型貨物地面上之熱通量在15分鐘期間維持250KW/m2，隧道壁上測(cè)得的尖峰值為200KW/m2，平均值約為120KW/m2，而火場(chǎng)上游5公尺距離仍有50KW/m2。四種類型貨物火場(chǎng)上游5公尺距離之熱通量，均超過(guò)火勢(shì)擴(kuò)散引燃在此位置車輛之臨界值12.5KW/m2，只是此擴(kuò)散引燃鄰車危險(xiǎn)維持的間不同而已，第一類型貨物火勢(shì)擴(kuò)散的危險(xiǎn)持續(xù)有55分鐘，其他三種類型測(cè)試貨物則為7-10分鐘。93肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層通常一物體表面肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（三）、火場(chǎng)附近輻射熱程度圖19、四種類型貨物火場(chǎng)附近之輻射熱通量94肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖19、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（四）、輻射熱通量與消防隊(duì)員一般而言，火場(chǎng)上游20公尺之輻射熱程度，是決定消防隊(duì)員是否能拿消防水柱到達(dá)火場(chǎng)的重要距離。試驗(yàn)顯示消防隊(duì)員穿上防火衣，能耐的住之輻射熱通量為5kw/m2，超過(guò)此值約5分鐘後會(huì)覺(jué)得疼痛難耐。圖20為火場(chǎng)上游20公尺距離之輻射熱通量曲線，顯示四類貨物輻射熱通量均低於臨界值5KW/m2，救火隊(duì)員能在火場(chǎng)20公尺遠(yuǎn)的地方來(lái)滅火。95肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層一般而言，火場(chǎng)肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（四）、輻射熱通量與消防隊(duì)員圖20、四種類型貨物燃燒時(shí)離火場(chǎng)上游20公尺之熱通量96肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖20、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（五）、離地面1公尺處隧道牆壁之熱載量

圖21為各類型貨物離地面1公尺高度隧道牆壁輻射熱溫度與一些熟知的額定火災(zāi)升溫曲線圖，第一類型貨物顯示有900℃之平均溫度，持續(xù)30分鐘時(shí)間，其最高值達(dá)1110℃。第二類型貨物最高溫度為1000℃，第二、四類型貨物有15分鐘時(shí)間其平均溫度為800℃，第三類型貨物同樣15分鐘時(shí)間之平均溫度較低，仍達(dá)700℃。在四種類型貨物測(cè)試中，隧道牆壁的溫度均超過(guò)用於建築材料火災(zāi)試驗(yàn)的ISO-834升溫曲線之溫度，第一類型貨物之溫度超過(guò)ISO-834曲線之溫度持續(xù)有30分鐘之久，而其他類型貨物則大約持續(xù)15分鐘之久。其它火災(zāi)升溫曲線RABT（德國(guó)之RABT/ZTV隧道）與HCEu1歐洲統(tǒng)一規(guī)範(fàn)第一卷炭氫化合物（thehydrocarbonEurocode1）曲線似較適合用於代表隧道牆壁上熱載量。97肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（五）、離地面1公尺處隧道牆壁之熱載量圖21、四種類型貨物燃燒時(shí)對(duì)離地面1公尺處隧道牆壁輻射熱溫度98肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖21、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（六）、回流層圖22、四種類型貨物測(cè)試時(shí)熱電偶溫度計(jì)裝設(shè)位置99肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖22、四種類肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（六）、回流層

依據(jù)Mr.Atkinson研究，熱釋放率大於10MW時(shí)，阻止熱回流層發(fā)生之通風(fēng)臨界風(fēng)速，於寬隧道為2.2m/s，窄隧道為2.5m/s。從圖23、24中可得到回流層發(fā)生時(shí)之速度量測(cè)值與Mr.Atkinson所預(yù)相當(dāng)一致，通風(fēng)風(fēng)速2.5m/s足以阻止回流層發(fā)生。

100肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（六）、回流層圖23、第三、四類型貨物火場(chǎng)上游之風(fēng)速及預(yù)測(cè)之回流層發(fā)生期間101肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖23、第三、肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層（六）、回流層圖24、第三、四類型貨物火場(chǎng)上游25，75公尺處之溫度與Mr.Atkinson預(yù)測(cè)之回流層發(fā)生期間102肆、試驗(yàn)項(xiàng)目二、輻射熱，火勢(shì)擴(kuò)散情形，回流層圖24、第三、肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖25、各式量測(cè)儀器之設(shè)各式量測(cè)儀器之設(shè)置，中間之?dāng)?shù)字為距火源中央之距離，下方之?dāng)?shù)字為距隧道西端洞口之距離103肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖25、各式量測(cè)儀肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度（一）、圖26為四種類型貨物接近火場(chǎng)處測(cè)得之瓦斯氣體溫度，四種類型貨物其火勢(shì)發(fā)展與最大熱釋放率均有不同，第一類型測(cè)試貨物其總熱能量（totalenergycontent）最高，因此其熱釋放率為最大，所產(chǎn)生高溫瓦斯氣體的時(shí)間也較長(zhǎng)，最高溫度可達(dá)1365℃；第二、三、四類型貨物之瓦斯氣體最高溫度為1281-1305℃，第四類型貨物只有3120公斤，與其它類型貨物比較，其潛在產(chǎn)生之熱能最低，雖然所生成之高溫瓦斯氣體維持之時(shí)間較短，但是與第一類型貨物有相同的大小。四種類型貨物所產(chǎn)生瓦斯氣體溫度疾速增高前，因火勢(shì)緩慢擴(kuò)散到貨物裡，溫度增高初期有延遲情形。104肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度（一）、圖26肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖26、四種類型貨物接近火場(chǎng)處測(cè)得之瓦斯氣體溫度105肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖26、四種類型貨肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度（二）、圖27為第一類型貨物天花附近（在+10公尺處）之瓦斯氣體溫度與四種不同之標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線之比較，可看出瓦斯氣體溫度增高相當(dāng)快速，約有3分鐘的時(shí)間幾乎緊隨炭氫化合物（hydrocarbon）升溫曲線，其後溫度更快速往上升，超越炭氫化合物升溫曲線，而循RWS曲線增高。四種類型貨物，其熱釋放率均未達(dá)300MW，但其產(chǎn)生之瓦斯氣體溫度曲線均循RWS曲線增高。106肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度（二）、圖肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖27、第一類型貨物接近火場(chǎng)（下游10M處）之瓦斯氣體溫度與四種不同之升溫曲線比較圖107肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖27、第一類型貨肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度

參、四節(jié)說(shuō)明為了安全，防止隧道天花巖石掉落，用Promatect-T板來(lái)做為隔熱保護(hù)材料，在試驗(yàn)中及試驗(yàn)後，有大巖塊掉落在無(wú)保護(hù)之上游及下游路上，無(wú)保護(hù)之下游到西端洞口路上幾乎都有掉落巖塊，圖28顯示此種隔熱保護(hù)是需要的。108肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖28、無(wú)保護(hù)之隧道上游及下游路上有巖塊掉落109肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖28、無(wú)保護(hù)之隧肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度

隧道雖然有通風(fēng)，無(wú)保護(hù)之上游有大巖塊掉落是因回流層所造成，回流層的發(fā)生是火勢(shì)強(qiáng)度增加時(shí)，整個(gè)火場(chǎng)壓降增加，風(fēng)速減低所致。圖29為第一類型貨物火場(chǎng)上游瓦斯氣體溫度，在火場(chǎng)上游40公尺處溫度超過(guò)100℃甚多，遠(yuǎn)離火場(chǎng)上游100公尺處，溫度接近100℃。110肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖29、第一類型貨物火場(chǎng)上游瓦斯氣體溫度111肆、試驗(yàn)項(xiàng)目三、貨物燃燒時(shí)瓦斯氣體之溫度圖29、第一類型貨伍、總結(jié)一、瓦斯氣體溫度在隧道中模擬半拖車裝載四種不同類型之貨物，做全尺度火災(zāi)試驗(yàn)，這四種不同類型的貨物是由纖維素材料與塑料，大約以80/20的比例組合裝載，是每天半拖車在公路上來(lái)往，也經(jīng)常通過(guò)隧道所載運(yùn)的貨物。雖然這四種不同類型之貨物其類型及數(shù)量有不同，但試驗(yàn)結(jié)果顯示所生成之瓦斯氣體溫度在最初延遲後，溫度很快升高，此結(jié)果亦顯示隧道結(jié)構(gòu)及其保護(hù)措施，必須能抵抗很高的溫度，最能代表此四種類型材料試驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)升溫曲