CNS 12514-2007 Method of fire resistance test for structural parts of building《建筑物构造部分耐火试验法》.pdf

1、 1 印月 96 8 月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 13.340.30 A330512514經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 78 5 月 19 日 96 8 月 9 日 (共 27 頁 )建築物構造部分耐火試驗法 Method of fire resistance test for structural parts of building 1. 適用範圍：本標準規定建築物之牆壁 (承重牆及非承重牆 )、柱、梁、樓板 (有或無天花板 )、屋頂 (有或無天花板 )等構造部分之耐火試驗方法。 備考 1. 本耐火試驗法，係將第 3 節所規定之試體

2、，以第 4 節所規定之試驗裝置，配合第 5 節所規定之試驗條件，進行第 6 節所規定之試驗步驟，其結果若符合第 9 節所規定之性能基準即判定為合格。 2. 試體尺度採用 A 尺度者，除依本節備考 1 之各項規定外，另須加做第 7 節所規定之噴水試驗或第 8 節所規定之衝擊試驗中任擇一項試驗，且須試驗合格。 3. 本標準不適用於整牆採用防火固定窗作為防火區劃之耐火試驗方法。 (整牆採用防火固定窗作為防火區劃之耐火試驗，另依 CNS 14815建築用防火固定窗耐火試驗法辦理。 ) 4. 本標準採國際單位制 (SI)， 內之單位及數值僅供參考。 2. 用語釋義 (1) 測試構造 (test cons

3、truction)：試體連同支撐構造之完整組件。 (2) 支撐構造 (supporting construction)：試體進行試驗時，承接試體周圍或端部之構造，例如試驗防火門時，承接防火門周圍之牆壁即為支撐構造。 (3) 束制 (restraint)：利用試體之支撐、周邊或端部之設計條件，限制由於熱或機械作用引起試體之膨脹或扭曲。 (4) 中性壓力面 (neutral pressure plane)：加熱爐內外氣壓相等所在之水平高度。 (5) 阻熱性 (fire insulation)：在標準耐火試驗條件下，建築構件當其一面受火時，能在一定時間內，其非加熱面溫度不超過規定值之能力。 (6)

4、遮焰性 (fire integrity)：在標準耐火試驗條件下，建築構件當其一面受火時，能在一定時間內，防止火焰及熱氣穿透或非加熱面出現火焰之能力。 (7) 承重能力 (loadbearing capacity)：在標準耐火試驗條件下，承重構造支撐其試驗載重而未超過變形量、變形速率規定值所能承受之載重。 備考： 一般鋼筋混凝土、鋼骨等承重構造之耐火性能得測定其在無載重條件下之鋼材強度破壞溫度。 3. 試體 3.1 試體所用之材料及構成，應與實體一 致，並應依實際使用情況之安裝方法製作試體。 3.2 試體材料之尺度、組成及比重，應符合原生產條件及標準。 2 CNS 12514, A 3305 3

5、.3 試體數量原則上試體尺度為 L 者 1 個、試體尺度為 A 者 2 個，分別進行各項相關試驗。若有下列情況，則應酌情增加數量。 (1) 牆壁之兩側均要求耐火，且構造為不對稱者，應分別對兩側進行試驗。 (2) 任一構造部分在實際使用中，若端部或周邊束制條件不同，則應分別對不同束制條件進行試驗。 3.4 試體之形狀及尺度，應與實體相同。 但試體尺度與實體相同而有試驗困難者，其形狀及加熱尺度依表 1 之規定進行。 表 1 形狀及加熱尺度 單位： cm 加熱尺度 試體種類 形狀 L A 斷面 牆壁 矩形牆體 高度 300、寬度 300以上 樓板及屋頂 矩形構造體 長度 400、寬度 300以上 (

6、1) 長度 240、寬度 180以上 厚度與實體一致 柱 (2) 高度 300以上 高度 240以上 梁 (2) 與實體一致長度 400以上 長度 240以上 斷面與實體一致 註 (1) 以寬度邊支承且不含梁及天花板之試體，其寬度得小於 300 cm，惟不得小於200 cm。 (2) 鋼構造之柱梁試體，得採一系列之斷面形狀，求得其耐火性能範圍與適 用條件。 3.5 試體之耐火被覆材等之固著間隔，應採實際施工規範中最大者。 3.6 在建築物實際施工中，若有接縫等其 他防火弱點時，應將該弱點置於試體中央部位。同一試體上，不得有不同之接縫方式，應依每種接縫方式進行 一次試驗。 3.7 屋頂襯底板上覆

7、蓋材料若有多種規格時，應採用質量最大者為試體。 3.8 浪板屋頂之斷面尺度若有多種規格時，應採用浪深最小而浪距最大者為試體。 3.9 屋頂防水用材料，原則上採用有機質量最多者為試體。 3.10 試體之形狀及尺度若無法依第 3.4 節之規定時，為使試驗能進行所做之任何修改或變更，不得對試體性能有增加之情形，報告並應對修改部分詳細說明。 試體修改或變更形狀及尺度時，不應變更試體之材料、構成、耐火被覆材等固著間隔、間柱、墊條材等間隔。 3.11 養護與乾燥 3.11.1 試體試驗時之溫度與溼度應與正常實際使用狀態相接近。 3.11.2 試體應經乾燥達到氣乾狀態。 氣乾狀態係指構成材料之含水率如木材為

8、15%以下，石膏等含有結晶水材料在 40 達到恆重時，為 2%以下，其他材料則為 5%以下。但試體置於室內其含水率達到一定之平衡狀態者，則不在此限。 3.11.3 試體放置在通風良好之室內，經過一定乾燥期間，即可達到氣乾狀態，如 3 CNS 12514, A 3305 混凝土、水泥砂漿粉刷等濕式工法施工者需二個月以上，乾式工法施工者需一個月以上。但以適當方法確認達到第 3.11.2 節含水率者，得縮短其乾燥時間。 3.11.4 使用人工加速乾燥方法，應注意不得改變構材性質或試體之含水率分布而影響防火性能。高溫乾燥溫度須低於試體構材變質之臨界溫度。 4. 試驗裝置 4.1 加熱爐 4.1.1 加

9、熱爐須能使第 5 節所規定之加熱溫度與時間變化大致均勻施予整個試驗面。 4.1.2 加熱爐依不同建築構造部分之試 驗需要，施予不同加熱試驗面；牆壁試驗須對垂直試體由單面加熱，柱試 驗須對垂直試體由四周同時加熱，樓板及屋頂試驗須對水平試體由下方加 熱，梁試驗須對水平試體除上面以外，由其他 3 面加熱。 4.1.3 加熱爐之熱源須為使用天然瓦斯、液化瓦斯、重油或其他適 當燃料之火焰，所產生之熱氣應能直接充分均勻達到試體試驗面全部。 4.1.4 加熱爐內襯材 (linings)須由密度低於 1000 kg/m3耐火材料構成，其厚度須 50 mm 以上，且須佔爐體內部曝火面 70%以上面積。 4.1.

10、5 加熱爐開口尺度應滿足試體最小尺度、升溫條件、壓力條件 及便利於安裝、試驗觀察之要求。 4.2 加載設備 4.2.1 加載設備須能對試體施予適當程 度之載重。載重得採液壓式、機械式或載重物加壓。 4.2.2 配合試驗構造，加載設備須能模擬均布載重、集中載重、 中心或偏心載重。 4.2.3 在加載試驗過程中，加載設備須維持試驗載重為設定值 5%以內。 4.2.4 施加載重之設備性能須能配合與量測試體之最大變形量及變形速率。 4.2.5 加載設備不得顯著影響試體之熱 傳遞，且不得妨礙非加熱面熱電偶絕緣墊片之使用，亦不得干擾表面溫度、變形之測定及妨礙觀察。 4.2.6 加載設備與水平試體表面之接觸

11、總面積不得超過水平試體表面積之 10%。 4.2.7 對載重變化應使用載重計 (load cell)等或以某點液壓加以監測。 4.3 試體框架 4.3.1 特定之框架或其他方式設計用來重現試體應有之邊界條件及支撐條件。 4.3.2 非承重牆或分間牆試體框架之剛性應能提供一邊或多邊邊界束制作用。 4.3.3 承重牆之試體垂直邊界不施予束制。 4.3.4 梁或樓板之試體採簡單支撐或對其邊界加以束制。 4.3.5 試體框架應具有耐熱性之構造，並能將試體或測試構造保持在規定位置。 4.4 溫度量測裝置 4.4.1 爐內溫度量測熱電偶 加熱試驗中測定爐內加熱溫度所用之熱電偶 (以下簡稱爐內熱電偶 )應以

12、CNS 5534熱電偶規定具有 0.75 級性能以上及直徑 1.0 1.6 mm 之 K 型 4 CNS 12514, A 3305 熱電偶線製成，且該熱電偶線應包封於直徑 3 5 mm 耐熱不銹鋼鞘管中，其熱接點須在鞘管頂端處但與鞘管絕緣，又該鞘管應置於內徑約 1 cm 及前端開放之石英、耐熱鋼材或陶瓷絕緣管中 (porcelain insulating tube)，其前端熱接點須突出絕緣管 25 mm 以上，如圖 1 所示。 圖 1 爐內溫度量測用熱電偶 爐內熱電偶數量 (n)在牆壁試驗爐須設置 9 個以上，樓板試驗爐須設置 8 個以上，屋頂試驗爐須設置 6 個以上，柱試驗爐須設置 12

13、個以上，梁試驗爐須設置 8 個以上，測點位置並須均勻分布於有效試驗面上，且每一熱電偶熱接點須設置於距離試驗表面約 10 cm 之位置，如圖 2 所示。 熱電偶之位置應避免與加熱爐燃燒器火焰接觸，且須與爐壁保持 45 cm 距離。熱電偶之支承方式須確保試驗中熱電偶之熱接點不會墜落或位移。 每次試驗前爐內熱電偶須經檢視 並查核其量測功能，若有任何損傷，劣化或不正常功能，應立即更換。在 試驗開始之際，若熱電偶僅其中一支損壞失敗，得照常進行試驗，但超過 1 支失敗者，應立即更換，以確保至少 n-1支熱電偶之功能正常。 備考： 為減低加熱 爐本身構造因素，燃料種類對爐內溫度、熱量分布之影響並使爐內 溫度

14、量測能同時對於熱輻射與熱對流之效應較為靈敏，以使溫度控制較精確，爐內溫度 量測裝置得採用平板測溫計 (plate thermometer)，此裝置之構成、形狀、尺度等規格參見附錄所示。 石英、耐熱鋼材或陶瓷絕緣管 直徑 3 5 mm 耐熱不銹鋼鞘管 (內含 1.0 1.6 mmK 型熱電偶線 ) 25 mm熱絕緣材 熱接點 (接近於不銹鋼鞘管頂端 ) 5 CNS 12514, A 3305 圖 2 爐內溫度量測熱電偶與試體加熱面之位置 4.4.2 非加熱面溫度量測熱電偶 試體非加熱面溫度應以如圖 3 所示圓片熱電偶 (disc thermocouple)量測。為求良好之熱接觸，採用 CNS 5

15、534 所規定具有 0.75 級性能以上及直徑 0.65 mm 之 K 型熱電偶線，將其熱接點銀銲在以 CNS 11073銅及銅合金板、捲片規定之韌煉銅 (C1100 p)製成之直徑為 12 mm、厚度為 0.2 mm 之圓形銅片圓心。每一熱電偶圓形銅片須以長寬均為 30 mm、厚度 (2 0.5)mm 之不燃性無機絕緣板製墊片覆蓋，該絕緣板 材料密度須為 (900 100)kg/m3。絕緣墊片須塗布適當之 耐熱接著劑以黏貼至試體表面，但圓形銅片兩面 (銅片與試體表面或墊片中間 )須無任何接著劑。 10 cm試體(爐內側 ) 6 CNS 12514, A 3305 圖 3 非加熱面熱電偶及絕緣

16、墊片 單位： mm (a) 銅圓片量測接點 (b)銅圓片及絕緣墊片 K 型熱電偶線 (直徑 0.65) 銅圓片 (0.2 厚 ) 直徑 12 墊片 (厚 2 0.5) 熱電偶線通過上方墊片切縫 30 30 對角線切縫(替選用 ) 7 CNS 12514, A 3305 4.4.3 移動式熱電偶 試驗中當試體弱點部分或非加熱 表面發生變色、焦黑、裂隙、孔穴等可能產生溫度較高之部分，得使用移動式熱電偶 (roving thermocouple)接觸測定非加熱表面溫度。移動式熱電偶之測定接點須以 CNS 5534 所規定具有 0.75級性能以上及直徑 1.0 mm 之 K 型熱電偶線銀銲在 CNS

17、11073 所規定韌煉銅製成之厚度 0.5 mm，直徑 12 mm 銅片。該熱電偶線應放入直徑 8 mm 雙孔陶瓷絕緣管，外部再以直徑 13 mm 耐熱鋼管保護，如圖 4.所示。 圖 4 移動式熱電偶 4.4.4 試體內部溫度量測熱電偶 (以下簡稱內部熱電偶 )若需測定試體某特定部位之內部溫度，應在不影響試體耐火性能情形下將具有 CNS 5534 所規定 0.75級性能以上及直徑 0.65 mm 之 K 型熱電偶線之熱接點埋入，以適當方式固定於試體內部或連接在量測對象物之適當位置 (如點銲在鋼材斷面 )。熱電偶補償導線之溫度應不高於熱接點之溫度，補償導線之前面 50 mm 以上應保持在等溫區

18、(isothermal plane)。 4.5 爐內氣壓量測裝置 須使用 “T“型測壓管或桿狀測壓管，如圖 5 所示，測定點位置須至少 2 個以上，分別設置於加熱爐體或試體支撐構 造上、下之適當位置，以隨時驗證爐內之上下壓力差。測壓管開口須伸入爐內 ，且不得受到火焰及排氣之直接影響。各測定點至少以其中一個供監控回饋之用，其測定壓力時間間隔不得超過 1 分鐘，測壓管應以管線連接至適當之氣壓計 ( 量測壓力差範圍 25 30 Pa2.5 3 kgf/m2，精度 1 Pa0.1 kgf/m2)。採用 “T“型測壓管者，應保持 “T“型頭部呈水平方向，如圖 6 所示。連接至氣壓計之垂直管路部分應保持在

19、室溫。 直徑 13 mm 耐熱鋼管 直徑 8 mm 雙孔陶瓷管直徑 1.0 mm K 型熱電偶直徑 12mm，厚 0.5 mm 銅片 6mm3mm 8 CNS 12514, A 3305 圖 5 爐內氣壓量測裝置 (頂端 ) 單位： mm (a)第一型 (“T“型 )測壓管 (b)第二型 (桿狀測壓管 ) 圖 6 “T“型測壓管固定方式 50 內徑 5 外徑 16 直徑 3 圓孔 不銹鋼管 銲封端部 環繞不銹鋼管間隔 400分散之直徑 3 圓孔 爐壁或試體周圍壁體 “T“型測壓管“T“型頭部保持水平方向爐內 連接氣壓計不銹鋼管 (內徑 5 10) 開口 開口 50 9 CNS 12514, A

20、 3305 4.6 變形量測設備 試體之變形可使用機械、光學或電 學技術原理之設備予以量測。量測撓曲等判定性能基準有關之設備應能以每分鐘讀取 1 次之頻率操作，且應預防加熱造成任何可能訊號讀取中斷之情形。 4.7 棉花墊框 為有效評估試體之遮焰完整性，可使用放置於如圖 7 所示鋼絲框架內之棉花墊(cotton pad)。該棉花墊須為新鮮，未染色且鬆軟之純棉花纖維構成，長寬均約為 100 mm，厚度約 20 mm，質量約在 3 4 g。在測試使用前，棉花墊須在 (100 5) 烘箱中連續乾燥 30 分鐘以上，然後移置於乾燥器 (desiccator)內至使用前。 圖 7 棉花墊框 單位： mm

21、4.8 量測元件精確度 以上各項設備應達到以下精確度。 (1) 量測溫度：爐內溫度 15 ，非加熱面及室內溫度 4 ，其他 10 (2) 量測爐內壓力： 2 Pa0.2 kgf/m2 (3) 量測載重：試驗載重之 2.5% (4) 量測軸向壓縮或膨脹： 0.5 mm (5) 量測其他變形： 2 mm 鉸鏈 適當長度之把手 (可續接 ) 框架鋼絲 (直徑 1.5) 支承鋼絲 (直徑 0.5) 100 30 20 100 10 CNS 12514, A 3305 5. 試驗條件 5.1 加熱溫度 加熱試驗時爐內溫度應用第 4.4.1 節熱電偶測定其隨時間經過之變化值，且應依下列函數式所示數值控制加

22、熱。 T=345 log10(8t+1)+20 式中， T =平均爐內溫度 () t =試驗經過時間 (分 ) 依函數式可得標準加熱溫度時間曲線 (以下簡稱標準曲線 )，如圖 8 所示。 試驗溫度時間曲線許可差 (de)如下列數值所規定。但對於含有大量可燃物質、材料之試體，若確認可燃成分突然 著火燃燒以致平均爐內溫度增加異常情形不超過 10 分鐘，得不受此限。 (1) 5t10 de15% (2) 10t30 de=15 0.5(t 10)% (3) 30t60 de=5 0.083(t 30)% (4) 60t de=2.5% 式中， de =AsAsA 100 A =實際試驗平均爐內溫度時

23、間曲線以下面積 ( 分 ) As =標準加熱溫度時間曲線以下面積 ( 分 ) 面積計算方法為，在 (1)之間隔不超過 1 分鐘，在 (2)、 (3)、 (4)之間隔不超過 5分鐘情形下將面積相加合計。 在試驗初期 10 分鐘以後之任何時間，任一爐內溫度熱電偶所測得溫度與標準曲線對應溫度不得大於 100 ，但試體若含有大量可燃材料，其許可差則不得大於 200 。 11 CNS 12514, A 3305 圖 8 標準加熱溫度時間曲線 5.2 爐內壓力 5.2.1 加熱爐內高度方向之氣壓分布大 概呈線性梯度狀態，設定每公尺高度壓力差為 8 8.5 Pa0.8 0.85 kgf/m2。 5.2.2

24、試驗面之平均壓力許可差，在試驗開始初期 5 分鐘須保持在 5 Pa0.5 kgf/m2，在試驗開始至 10 分鐘則須保持在 3 Pa0.3 kgf/m2。 5.2.3 對於垂直構造部分 (不包括柱 )之試驗面之壓力，原則上從試體底端 (假設地板水平高度 )起 50 cm 高度之壓力須為零 (中性壓力面 )，但試體上端壓力應不得大於 20 Pa2 kgf/m2，依此中性壓力面配合整個試體高度予以調整。 5.2.4 對於水平構造部分之試驗面壓力，須在試體底面下方 10 cm 處平面維持 20 Pa2 kgf/m2壓力。 5.3 加載 5.3.1 承重構造部分試體之試驗載重， 應依試體之工作載重，設

25、計載重或依試體構材實際性能所規定設計法確定之載重予以決定。 5.3.2 支承垂直載重之構造，在構造耐 力主要部分之斷面上同時施加相當長期容許應力之載重及加熱試驗。但建 築物居室用途有所指定時，其樓板得以對應該用途之活載重加載。對屋頂面每 1 m2中央部分施予 637 N 65 kgf之集中載重。 5.3.3 支承垂直載重之構造中，在構造 主要承力部分使用鋼構造者，得以無加載條件進行加熱試驗，以破壞溫度判定。 5.3.4 樓板及屋頂之實際支承點間距超 過試驗最大支承點間距時，仍以支承實際時間 (分 ) 溫度() 12 CNS 12514, A 3305 支承點間距之載重施加試體情況下進行加熱試驗

26、。 5.3.5 連續梁形式之樓板及屋頂，以重現該構造形式及載重條件進行試驗。 5.3.6 承重構造試體之加載方式，依下列規定進行。 (1) 承重牆：垂直載重須施加在試體頂邊或底邊。載重須沿著試體之整個寬度，經由加載梁 (loading beam)均勻施加或使用若干個千斤頂 (loading jack)在選定之數點位置進行加載。 備考： 加載梁在加載框平面上，以 10 kN 1 tf之力施加在中央跨距，不得產生超過 1 mm 之撓度。 (2) 樓板與屋頂：使用載重物或液壓千斤頂在試體表面施加均勻分布之載重，而任何單點之加載不得超過總載重之 10%。但若有對試體施加集中載重之需者 (試體含梁構造

27、)，則不在此限。加載點與試體表面之間須放置一塊墊片 (每片面積 100 900 cm2)，其接觸面積不得超過承壓面總表面積之 16%。加載裝置除加載點外，不得距離試體表面 60 mm 以內。 (3) 梁：加載系統須能對試體均布加載或多點加載。多點加載通常採用四點加載方式，以梁兩端算起跨距長度之81，83，85，87位置加載，其載重須透過載重分配板 (distributing plate)傳遞至梁試體上，該板之寬度不超過 100 mm。多點加載系統之加載點間距離為 1 m 以上。 (4) 柱：軸心加載，應以試體軸心線方向加載，偏心加載，應以偏心加載或偏心加載與軸向加載相結合方式進行加載。試體端部

28、須經仔細設計，以確保試驗載重能依要求之固定及偏心條件從加載平台 (loading platen)傳遞至試體。 5.4 束制及邊界條件 5.4.1 試體不論為承重或非承重構造部 分，應以代表實際使用情況之邊界條件模擬出束制作用。但對於在實際使 用時未受邊界束制之非承重構造，則在試體邊界應用無束制作用之材料密封。 5.4.2 試體邊界之束制作用可由下列方式賦予。 (1) 將試體安裝在剛性框內。試體邊緣與框之間任何縫隙須以硬質材料填塞。分間牆及部分型式之樓板得採用此法。 (2) 使用液壓或其他加載系統產生束制作用。束制力或力距須經設計安排以抵抗膨脹、壓縮或扭曲。 5.5 試體安裝 5.5.1 試體須

29、依第 3 節規定製作準備，並依第 5.3 節規定之加載條件及第 5.4 節規定之束制及邊界條件安裝於加熱爐上。 5.5.2 承重牆試體組裝須如圖 9 所示構造方式或其他類似方式。 13 CNS 12514, A 3305 圖 9 加載垂直構造之組裝 (a) 不含支承構造試體(b) 含支承構造試體 65 4 8 1 2371.液壓千斤頂 2.載重計 3.載重分布梁 4.襯底材料 5.試體 6.耐火纖維絕緣材 7.線型傳感器 8.試驗框 9.支承構造 568941 237 14 CNS 12514, A 3305 5.5.3 簡易支承之樓板及屋頂組裝須如圖 10 所示方式。 圖 10 樓板或屋頂簡

30、易支承方式 (a) 寬度中間斷面 1. 加熱爐體 2.試體 (樓板或屋頂 ) 3.滾支承 4.鉸支承 5.耐火絕緣材 5.5.4 簡易支承之梁組裝須如圖 11 所示方式。試驗構造若未包含實際樓板及屋頂部分，梁試體上方須對稱放置標準化之頂蓋板 (topping)。該頂蓋板須以輕質混凝土厚板構成，密度 (650 200)kg/m3，每塊最大長度 1 m，厚度 (15025)mm，寬度至少為試體梁寬度之 3 倍，惟不得小於 60 cm。 (b) 長度中間 斷面5 423 1 1 15 CNS 12514, A 3305 圖 11 梁試體簡易支承方式 1.支承部 2.頂蓋板 3.試體 (梁 ) 4.滾

31、支承 5.鉸支承 5.5.5 承重柱試體組裝例如圖 12 所示。 圖 12 加載柱試體之試驗裝置例 1.液壓千斤頂 4.柱試體 2.加載框 5.載重平台 3.加熱爐 5413 245 4 3 2 1 16 CNS 12514, A 3305 5.6 非加熱面溫度測點 水平或垂直分隔構造之試驗，非加熱面溫度測點數量不得少於 5 個，其中 1 個位於試體中心，其餘分別在試體四 等分每一部分之中心。對於浪型或肋骨型構造，熱電偶數量得適當增加以利在 最厚處及最薄處安排測點。所有熱電偶測點應避開接縫、銲點、螺栓、螺釘、 鉚釘等可能令熱電偶受到穿透試體之熱氣直接影響，距離須為 5 cm 以上。 為測定最高

32、溫度，應在預期會有高溫位置增設測點，但不得接近任一邊緣 10 cm範圍以內。對於牆壁等垂直分隔構造試體，可在下列位置量測最高溫度。 (1) 試體寬度中間處頂部； (2) 沿著試體間柱 (stud)或中柱 (mullion)頂部。 (3) 在非承重牆系統之間柱與橫槽軌 (rail)接合點。 (4) 在固定邊緣之高度中間處。 (5) 在自由邊緣之高度中間處。 (6) 在寬度中間儘量接近水平接縫處 (正壓區域 )。 (7) 在高度中間儘量接近垂直接縫處 (正壓區域 )。 5.7 試體內部熱電偶測點 5.7.1 測定試體構造主要承力之鋼材溫 度有關熱電偶數量，在牆壁、樓板及屋頂構造須有 5 個以上，在

33、柱構造須有 16 個以上，在梁構造須有 12 個以上。 備考：各項構造之熱電偶有效數量，須為實做數量之 3/4 以上。 5.7.2 梁構造內部熱電偶測點配置須在跨度中間及另外兩處從爐邊算起 50 cm 點與跨度中間之中間處如圖 13a所示。每一處試體斷面之熱電偶測點位置，如圖 13b所示。 圖 13a梁構造內部熱電偶測點配置位置單位： cm 50 17 CNS 12514, A 3305 圖 13b梁試體內部熱電偶位置 5.7.3 柱構造內部熱電偶測點配置須分別位在四個高度，每一高度至少 3 個熱電偶。從柱試體受熱段上、下端部算起 60 cm 處 (兩處高度 )，另兩處中間高度則須平均等距如圖

34、 14a所示。每一處高度試體斷面之熱電偶測點位置，如圖14b所示。 圖 14a 柱構造內部熱電偶測點配置位置單位： cm (a)H 型鋼 (b)輕鋼托 (c)鋼筋混凝土 18 CNS 12514, A 3305 圖 14b柱試體內部熱電偶位置 6. 試驗步驟 6.1 試體加載 對承重構造試體，試驗載重須在試驗開始之前至少 15 分鐘加載至試體，並保持加載不變直至變形不再增加。接著在試驗過程中持續加載，載重仍須保持不變，且當試體發生進一步變形時，加載 系統應有即時反應能力，以保持穩定之加載值；亦即須具有補償試體最大容許 變形之能力。當加熱試驗已結束，試體卻尚未破壞，載重得立即解除；但若有需要監測

35、試體之持續承載能力，得不 受此限。持續監測承載能力之試驗須詳細描 述試體之冷卻方式，係自動或人工降溫，是否移離加熱爐，或是否打開加熱爐。 6.2 試驗開始前預備事項 6.2.1 室內氣溫須在 (25 15) 範圍內。 6.2.2 試驗開始前 5 分鐘內，所有熱電偶之初始值須持續記錄並檢查一致性。試體之變形量測值及其他狀態亦須記錄。 6.2.3 開始試驗前，爐內溫度須小於 50 。當溫度控制程式依循標準加熱曲線開始之際即視為試驗開始。從該點 時間起量測經過時間，所有手動及自動量測以及觀察系統須開始進行。 6.2.4 試驗開始之際，試體之初始平均內部溫度及非加熱面溫度須為 (25 15) 。 6.

36、3 量測與觀察 6.3.1 除移動式熱電偶以外，所有固定之熱電偶在試驗期間應每隔不超過 1 分鐘即量測一次。移動式熱電偶之量測，如溫度在 20 秒量測時間內未達 150 ，則無須持續量測。 6.3.2 爐內壓力之量測及記錄應在監控點連續或每隔不超過 5 分鐘間隔進行一次。 6.3.3 試體在整個試驗中之變形須加以 記錄。對於承重試體，在加載之前、後即須量測變形，在加熱試驗期間則須每 1 分鐘間隔量測一次。變形速率應依上述量測值加以計算。 (1) 對於水平承重試體，應量測預期發生最大變 形量位置之撓曲度 (簡易支承構造通常發生在跨度中間 )及撓曲速率。 (2) 對於垂直承重試體，應量測軸向變形量

37、或中心點水平方向變形量。若為(a)H 型鋼柱 (b)方型鋼管柱(c)鋼筋混凝土柱(黑點表示鋼筋 ) 19 CNS 12514, A 3305 拉伸變形，須表示正值，若為壓縮 (陷 )變形，須表示負值。 6.3.4 遮焰性：牆壁、樓板、屋頂等構造之遮焰性須在試驗全程中量測並記錄。 (1) 棉花墊 在試體非加熱面出現防火上有害之空隙，裂縫或火焰之處，應使用棉花墊框。內置符合第 4.7 節規定之棉花墊，將其靠近在裂縫或火焰上方 (以棉花墊框腳架維持 20 30 mm 距離 )等待 30 秒或直到棉花墊引燃。對於不符合阻熱性基準之試體，當非加熱面溫度 (空隙、裂縫範圍附近 )超過300 時，則免使用棉

38、花墊。應觀察注意引燃時間 (棉花墊燼燃或焰燃 )及發生引燃之位置；棉花墊若僅炭化得不列為引燃紀錄。 (2) 火焰 應觀察注意在非加熱面之任何火焰發生時間 (分 /秒 )，繼續時間 (秒 )及發生位置。 6.3.5 加載及束制 對於承重構造試體，應觀察注意 試體無法支承試驗載重之時間。此外，試體維持設定束制條件所需之力或力矩之變化應加以記錄。 6.3.6 一般性觀察 有關試體構材之變形、裂開、熔 化、軟化、剝落、炭化等現象均須記錄，另從非加熱面逸出之煙狀亦須記錄。 6.4 試驗終止 試驗因下列原因得以終上。 (1) 達到設定指標 試驗中試體已發生第 9 節所規定情況之一或以上，試驗應立即停止；或

39、試驗時間已達預定時間，亦得停止。 備考：試驗中試體發生失敗情況，若為獲得進一步資料，得繼續試驗。 (2) 因人員安全或設備可能遭受破壞之因素，試驗須立即停止。 (3) 因試驗委託人之要求，得停止進行試驗。 7. 噴水試驗：應使用第 6 節所規定加熱試驗終了後 10 分鐘以內之試體，於距離 6 m 處用口徑 28.6 mm、管口壓力 0.21 N/mm22.1 kgf/cm2之水柱，向試體加熱面之中央部位再擴至全區噴水 70 秒 (水柱移動時應緩慢並有方向性 )，結果以未達背面之開孔或嚴重裂隙者為合格。 8. 衝擊試驗 8.1 應使用第 6 節所規定加熱試驗終了後 30 分鐘以內之試體，施予第

40、8.2 節所規定之衝擊。 8.2 依試體種類，分別進行下列衝擊。 樓板及屋頂：將試體加熱面朝下架空平放於平坦之處，用如圖 15 所示及依表 2所示鐵錘質量之茄子形實心鐵錘，由 200 cm 之高度向試體之弱點部分三處自由落下衝擊。 20 CNS 12514, A 3305 圖 15 茄子形實心鐵錘 表 2 茄子形實心鐵錘之質量 30分鐘加熱 1小時加熱 2小時加熱 3， 4小時加熱 加熱等級 項目 樓板、屋頂 樓板、屋頂 樓板、屋頂 樓板 鐵鎚之質量 kg 1 5 10 10 8.3 衝擊試驗結果，未達耐火被覆材料全厚之剝離或未達非加熱面之開孔者為合格。 9. 性能基準與判定 試驗進行至預定試

41、驗時間終止，試體之耐火性及防火時效須依下列性能基準加以判定。 9.1 承重能力 若量測結果超過下列每項性能基準，試體即視為承重能力失敗。 (1) 水平承重構造 (樓板、屋頂、梁等 ) 最大撓曲度 (mm)， D=L2/400d 最大撓曲速率 (mm/min)，dLdtdD90002= 式中， L=試體之淨跨度 (支承點間距 )， (mm)。 d=試體構造斷面之壓縮側緣至拉伸側緣之距離， (mm)。 參考：通常撓度已超過 L/30，始開始應用撓曲速率基準。 (2) 垂直承重構造 (牆壁、柱等 ) 最大軸向壓縮量 (mm)， C=h/100 最大軸向壓縮速率 (mm/min)，10003hdtdC

42、= 式中， h=試體之初始高度， (mm)。 備考： 依第 5.3.3 節未進行加載試驗但測定構造中鋼材溫度之試體，其鋼材試體種 R 21 CNS 12514, A 3305 溫度最高值若超過 550 或平均值若超過 500 ，即表示試體構造已達破壞溫度，視為承重能力失敗。 9.2 遮焰性 對於牆壁、樓板、屋頂等分隔構造，應不得有下列情形之一發生。 (1) 棉花墊引燃 (依第 6.3.4 節試驗 ) (2) 在非加熱面之持續火焰超過 10 秒。 (3) 從加熱側通達非加熱側之持續噴出火焰超過 10 秒。 9.3 阻熱性 對於牆壁、樓板、屋頂等分隔構造 ，試體非加熱面溫度應不得有下列情形之一發生

43、。 (1) 試驗中平均溫度超過 170 以上。 (2) 試驗中在任一位置之溫度 (包括移動式熱電偶所測者 )超過 210 以上。 9.4 耐火性能標示 9.4.1 試體試驗後，應依構造別參照第 9.1 節、第 9.2 節及第 9.3 節所規定之性能基準決定下列各項耐火性能合格時間 (分 )。 (1) 承重牆、樓板、屋頂等承重分隔構造：承重能力、遮焰性、阻熱性。 (2) 非承重牆等非承重分隔構造：遮焰性、阻熱性。 (3) 梁、柱等承重構造：承重能力。 9.4.2 當試體之承重能力不符合格基準 ，其阻熱性及遮焰性兩項性能亦自動視為不符合格基準。當試體之遮焰性 不符合格基準，其阻熱性亦自動視為不符合

44、格基準。 參考 1. 某一承重牆試體之耐火性能標示如下。 承重能力 128 分 (委託人要求中止試驗 ) 遮焰性 120 分 (121 分時失敗 ) 阻熱性 110 分 (111 分時失敗 ) 2. 某一樓板試體之耐火性能標示如下。 承重能力 57 分 (58 分發生崩塌 ) 遮焰性 45 分 (46 分非加熱面出現 12 秒火焰 ) 阻熱性 45 分 (46 分時失敗 ) 9.5 防火時效等級 防火時效等級分為 30 分鐘、 1 小時、 2 小時、 3 小時及 4 小時。試體之防火時效判定，須以試體各項耐火性能合 格時間均能達到該等級時間者，始為合格防火時效。 例如第 9.4 節參考 1 之

45、例，該承重牆試體防火時效應為 1 小時，又第 9.4 節參考 2 之例，該樓板試體防火時效應為 30 分鐘。 22 CNS 12514, A 3305 10. 試驗報告 試驗報告應包括以下完整內容。 (1) 測試實驗室名稱、地址、試驗日期、報告書編號。 (2) 試驗委託人 (單位 )名稱、試體構材之製造商及產品名稱。 (3) 構造種類名稱、試體組裝構造細節、形狀、尺度 (應附上適當之圖說或照片 )。 (4) 構材相關性質、比重或密度、含水率、試體乾燥方式。 (5) 承重構造試體之載重、計算方法及加載方式。 (6) 試體之束制、邊界條件及選擇理由。 (7) 所有熱電偶、變形及壓力量測裝置之測點位

46、 置及所有測得數據與必要之曲線圖、表格等記錄資料。 (8) 實驗室環境條件 (室內溫度、濕度 )、加熱爐熱源及消耗量、加熱時間 (預定及實際時間 )。 (9) 試驗中試體出現之重大變化行為描述、耐火性能之決定。 (10) 耐火性能合格時間、防火時效之判定。 (11) 試驗單位名稱 (蓋單位全銜章 )、負責試驗相關人員姓名 (簽章 )。 23 CNS 12514, A 3305 附錄 1 本標準第 4.4.1 節備考所指之平板測溫計 (plate thermometer )有關構成、形狀、尺度等規格說明如下。 (1) 平板測溫計係由 “ “型摺疊鋼板、熱電偶及絕緣材料所構成。摺疊鋼板係由長度(1

47、50 1)mm，寬度 (100 1)mm，厚度 (0.7 0.1)mm 鎳合金鋼片摺疊加工而成，如附錄 1 圖 1 所示 (2) 測溫用熱電偶線為 CNS 5534 所規定之 0.75 級性能以上直徑 0.65 mm 之 K 型熱電偶線，且包封於直徑約 2 mm 耐熱不銹鋼鞘管中，其熱接點須位在鞘管頂端處，但與鞘管絕緣。熱電偶頂端須以相同材質小鋼片固定於平板中心點 位置，該小鋼片得以銲接或螺釘固定並幫助調整熱電偶位置。若採點銲固定方式 ，小鋼片尺度須為 186 mm，若採螺釘固定方式，其尺度為 256 mm，且螺釘須用直徑 2 mm 者。摺疊平板與熱電偶組合妥後，須置入無機絕緣墊片，其尺度須為

48、長、寬 (97 1)mm、厚 (10 1)mm、密度 (280 30)kg/m3。 (3) 第一次使用之平板測溫計須經適當老化處理；置於耐火試驗爐在 標準加熱溫度時間曲線條件下曝火 90 分鐘。 (4) 平板測溫計之熱電偶及絕緣墊片經過 50 小時爐火加熱後應予以更換。 24 CNS 12514, A 3305 附錄 1 圖 1 平板測溫計構成 1.鞘管熱電偶 (內含絕緣熱接點 ) 2.點銲或螺釘固定鋼片 3.熱電偶熱接點 4.阻熱材墊片 5.摺疊平板 (0.7 0.1 mm 厚 ) 4 16325 25 CNS 12514, A 3305 附錄 2 外牆內側、室內分間牆裝置配電盤及插座開關測

49、試法 1. 原則：以第 5.1 節圖 8 加熱溫度時間曲線進行加熱試驗，並以第 9.2 節第 9.5 節溫度判定標準作為防火時效之判定標準。 2. 設定條件 2.1 試體 (1) 試體製作之設計、構造材料、五金工法及尺度應與實物相同。 (2) 試體以模擬實際使用情形安裝，固定於周圍壁體。 (3) 試體尺度與實物相同。 (4) 試體數量：試體兩側均要求耐火，應分別對兩側進行試驗。 2.2 試體非加熱面溫度量測位置與原則： (1) 試體非加熱面側，須在如附錄 2 圖 1 或圖 2 所示之位置上以第 4.4.2 節所規定非加熱面溫度量測熱電偶固定之。 (2) 試驗中當試體弱點部分或非加熱面表面發生變色、焦黑、裂隙、孔穴等可能產生溫度較高之部分，得使用移動式熱電偶接觸測定非加熱表面溫度。 3. 判定基準 試驗進行至預定試驗時間終止，試體之遮焰性及阻熱性須依下列性能基準加以判定。 3.1 對於試體