樓板中央下陷9公分 成大進行全台首次實尺寸鋼構火害實驗

▲為掌握鋼骨結構建築逢火害的耐火大數據，成功大學土木系與內政部建築研究所，進行台灣首次大型鋼構實品屋的結構火害實驗。（圖／成大提供）

記者林悅／南市報導

現今鋼骨結構建築多，鋼構建築遭逢火害後安全與否讓人擔憂，為掌握鋼骨結構建築逢火害的耐火大數據，成功大學土木系與內政部建築研究所，大手筆在歸仁校區搭建鋼構實驗屋，進行台灣首次大型鋼構實品屋的結構火害實驗。

熊熊大火足足燃燒1小時，成功利用已經建置密密麻麻的感測器，收集樓板與鋼樑溫度變化的各種數據。未來這些大數據將提供政府做為國內鋼構建築耐火性能設計規範訂定參考，以期為未來鋼構大樓面臨火災時提供更大的保障。

火害實驗為，成大土木系與內政部建築研究所，共同合作的「實尺寸鋼構屋之剪力連接複合鋼梁火害結構行為研究」研究計畫中的重要實驗，主要參與人員為朱聖浩教授(計畫主持人)、鍾興陽副教授、朱世禹副教授、施健泰博士、李其忠博士。戶外鋼構實驗屋的大型結構火害實驗，則由鍾興陽副教授帶領研究生趙翊翔、卓俊成、陳嘉倫、郭彥廷、陳博政、廖浩仁、王順儒等7人完成；現場做了嚴謹的防火措施，但為防萬一，仍邀請台南市歸仁消防隊前來戒備。

成大指出，此種戶外大型鋼構建築的火害實驗在國際上並不多見，僅1993年英國、2008年捷克曾做相關的研究，台灣則是第一次。土木系教授、亦為成大副校長陳東陽特地到場指導，對土木系的研究態度與精神大為肯定。

剛完成的火害實驗，目的在研究鋼構建築內支撐樓板重量的樑，在真實結構中遭遇火害時的結構行為與耐火時效。實驗模擬辦公室火災，大火燃燒約1小時的情境。

作為火害實驗的鋼構實驗屋，由國內常用的H型鋼骨和樑柱接合型式，依照台灣鋼結構設計規範設計而成，由成大土木研究團隊與中鋼公司、中鋼結構公司合作興建而成，本次火害實驗主體為支撐樓板的橫樑，火災區約10坪房屋，內部堆置9組阿拉斯加雲杉木堆，木堆燃燒釋放的總熱量與10坪辦公室火災的總熱量相當。鍾興陽副教授與研究生在火災區劃空間內和橫樑上方的樓板、鋼結構布滿感測器。

考量安全，起火點以酒精膏點燃，由鍾興陽副教授率2名研究生依序點火，片刻後濃煙冒出，火勢從小到大到猛烈，火場溫度快速攀升，熊熊烈焰令在場人士深刻感受到火災的可怕以及建築耐火的重要，感測器同步傳輸火害實驗區內橫樑和其他構件的溫度與變形資料至實驗區外觀測台上的電腦螢幕，讓研究人員隨時掌握小梁和其他構件在火場中的行為。

實驗記錄顯示，點火後4分45秒室內出現火焰，6分33秒火焰已碰觸到天花板（即2F樓板下方），樓板中央量測到約0.2公分下陷位移，燃燒約15分鐘時發生閃燃，火舌由室內竄出，約30分鐘時火焰溫度約830°C，樓板中央下陷位移約8公分，之後火勢漸小，但樓板仍在下陷變形，待火苗完全消失，最大下陷量約9公分。

鍾興陽副教授指出，要獲得構件在火害中最真實的反應與變化，應該在真實鋼構建築中進行實際的火災實驗，並在實驗中精密量測鋼構件的變形與溫度。成大土木系以實尺寸鋼構實驗屋進行火災實驗，對學術研究與未來防災都具有重大意義。