CNS 14514-2003 Method of test for through-penetration fire stops《建筑物防火区划贯穿部耐火试验法》.pdf

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1、 1 建築物防火區劃貫穿部耐火試驗法 印月 94 10 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 13.220.50 14514 A3382 經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 90 3 月 6 日 92 10 月 9 日 (共 11 頁 ) Method of test for through-penetration fire stops 1. 適用範圍：本標準規定建築物防火區劃貫穿部耐火性能之試驗方法。 備考：本標準中 內之單位係公制，其值為近似值。 2. 用語釋義 (1)貫穿部防火 (through-penetration fire stop)：建

2、築物防火區劃在板與牆壁之部分因電纜線、電纜盤架、配線導管、 PVC 管、屬管、空調管等貫穿造成火焰或濃煙蔓延之空隙，需以具有一定防火時效之耐火材予以隔絕封堵。 (2)遮焰級（ B 種）（ F Rating）：貫穿部耐火材，在加熱測試時火焰未貫穿至非加熱背面之時間，其等級依加熱時間分為 30 分鐘、 1 小時、 2 小時、 3 小時、 4小時等。 (3)阻熱級（ A 種）（ T Rating）：除防火時效同遮焰級外，貫穿部耐火材於非加熱面任一溫測點之溫未超過 210者。 3. 試體 3.1 試體應與實際使用同樣製作完整之貫穿部，有耐火性能較差之部分，應包含該耐火弱點。 3.2 試體之框架得以鋼筋

3、混凝土或乾式板牆構成，其開口尺為測試體實際尺，框架厚應與實物同。框架以鋼筋混凝土製成者須置於通風好之室內，經過 28 天以上方得使用。 3.3 養護與乾燥 3.3.1 試體試驗時之溫與溼應與正常實際使用態相接近。 3.3.2 試體應經乾燥達到氣乾態。氣乾態係指構成材之含水如木材為 15%以下，石膏等含有結晶水材在 40達到恆重時，為 2%以下，其他材則為 5%以下。但試體置於室內其含水達到一定之平衡態者，則在此限。 3.3.3 試體放置在通風好之室內，經過一定乾燥期間，即可達到氣乾態，如混凝土，水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 3.3.

4、2 節含水者，得縮短其乾燥時間。 3.3.4 使用人工加速乾燥方法，應注意得改變構材性質或試體之含水分布而影響防火性能。高溫乾燥溫須低於試體構材變質之界溫。 3.4 試體框架與管線間之耐火材可用防火 (putty)、防火片板 (intumescent sheet)、防火帶 (wrap strip)、防火綿 (sponge)、吸熱型包紮材 (wrap system, firestop devices)、防火包 (pillow, seal bags)等耐火材製作。 3.5 試體裝入框架後置於垂直式或水平式燃燒加熱測試，框架與體邊緣之縫隙 2 CNS 14514, A 3382 應以礦綿或其他有效之

5、耐火材料予以完全隔絕，若縫隙之溫度在加熱時有不正常上昇情況，則測試必須立即停止，在完全改善後方得進行測試。 3.6 貫穿防火區劃之管線，其延伸試體兩端之長度，在加熱面為 30cm，非加熱面原則上為 40cm 以上，且須確實固定。 4. 試驗裝置 4.1 加熱爐 4.1.1 加熱爐須能使第 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 加熱爐應依不同構造部分之試驗需要，分別施予不同加熱試驗面；穿牆結構之試驗須對垂直試體由單面加熱，穿樓版結構之試驗則須對水平試體由下方加熱之。 4.1.3 加熱爐之熱源須為使用燃燒瓦斯、重油或適當之液態或氣態燃料之火焰，所產生之熱氣應能直接充

6、分均勻達到試體試驗面全面。 4.1.4 加熱爐內襯材（ linings）須由密度低於 1000kg/m3耐火材料構成，其厚度須50mm 以上，且須佔爐體內部曝火面 70%以上面積。 4.1.5 加熱爐應滿足試體最小尺度、昇溫條件、壓力條件及便利於安裝、試驗觀察之要求。 4.2 溫度量測裝置 4.2.1 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CNS 5534熱電偶規定具有 0.75 級性能以上及直徑 1.01.6mm 之 K 型熱電偶線製成，且該熱電偶線應包封於直徑 35mm 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

7、 1cm 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 25mm 以上，如圖 1 所示。 圖 1 爐內溫度量測用熱電偶 爐內熱電偶數量至少須設置 3 個以上，且每一熱電偶熱接點須設置於距離試體表面約 30.5cm（水平構件）或 15.2cm（垂直構件）之位置。 3 CNS 14514, A 3382 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 45cm 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

8、換。 4.2.2 非加熱面溫度量測熱電偶 試體非加熱面溫度應以如圖 2 所示圖片熱電偶（ disc thermocouple）量測。為求良好之熱接觸，採用 CNS 5534 所規定具有 0.75 級性能以上及直徑0.65mm 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（ C1100P）製成之直徑為 12mm、厚度為 0.2mm 之圓形銅片圓心。每一熱電偶圓形銅片須以長寬均為 30mm、厚度 20.5mm 之不燃性無機絕緣板製墊片覆蓋，該絕緣板料密度須為 900100kg/ 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

9、試體表面或墊片中間）須無任何接著劑。 4 CNS 14514, A 3382 圖 2 非加熱面熱電偶及絕緣墊片 5 CNS 14514, A 3382 4.2.3 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 1.0mm 之 K 型熱電偶線銀焊在 CNS 11073 所規定韌煉銅製成之厚度 0.5mm，直徑 12mm 銅片。該熱電偶線應放入直徑 8mm 雙孔陶瓷絕緣管，外部再

10、以直徑 13 mm 耐熱鋼管保護，如圖 3 所示。 圖 3 移動式熱電偶 4.2.4 室內溫度量測熱電偶 實驗室內部溫度應在試驗前及試驗進行中在試體前面 1.00.5m 距離範圍放置一支熱電偶予以測定。該熱電偶須為直徑 3mm，內填無機絕緣材、不銹鋼鞘管熱電偶 （ CNS 5534 規定之 0.75 級性能以上及直徑 1.0mm 之 K 型熱電偶線）。熱電偶應有適當防護措施以防止試體及加熱爐之熱輻射影響。 4.3 爐內氣壓量測裝置 須使用 T型測壓管或桿狀測壓管（如圖 4 所示），測定點位置須至少應有 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，且測

11、壓管開口須伸入爐內，放置在該位置之測壓管應呈水平方向（如圖 5 所示），且不得受到火焰及排氣之直接影響。各測定點中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 2530Pa2.53kgf/m2，精度1Pa0.1kgf/m2）。採用 T型測壓管者，應保持 T型頭部呈水平方向（如圖 5 所示）。連接至氣壓計之垂直管路部分應保持在室溫。 6 CNS 14514, A 3382 圖 4 爐內氣壓量測裝置（頂端） 圖 5 T型測壓管固定方式 7 CNS 14514, A 3382 4.4 量測元件精確度 以上各項設備應達到以下精確度

12、。 (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： 2Pa0.2kgf/m2。 5. 試驗條件 5.1 加熱溫度 加熱試驗時爐內溫度應用第 4.2.1 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熱。 T=345log10(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 6 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

13、鐘，得不受此限。 (1)5 t 10 de 15% (2)10 t 30 de=15-0.5(t-10)% (3)30 t 60 de=5-0.083(t-30)% (4)60 t de=2.5% 式中， 100AsAsAde = A =實際試驗平均爐內溫度時間曲線以下面積 (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

14、大於 200 8 CNS 14514, A 3382 圖 6 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概呈線性梯度狀態，設定每公尺高度壓力差為88.5Pa0.80.85kgf/m2 5.2.2 對於水平構件之試驗面壓力，須在試體底面下方 30.5cm 處平面維持大於2.5Pa0.25kgf/m2之壓力；對於垂直構件之試驗面壓力，則須在最底端測試件之下方 2cm 處平面維持大於 2.5Pa0.25kgf/m2之壓力。 5.2.3 在試驗開始初期 5 分鐘內應依據測壓管（至少 2 點）之實測值，來據以建立中性壓力面之所在平面，並且隨時調整之以滿足第 5.2.2

15、 款之規定；惟在試驗開始 10 分鐘後，各量測點之壓力許可差，則須保持在 3Pa0.3kgf/m2之內。 5.3 非加熱面溫度測點 試體非加熱面熱電偶之配置方法與數量如圖 7 所示。 9 CNS 14514, A 3382 圖 7 熱電偶配置示意圖 地板時為平視圖 地板時為立視圖 牆壁時為立視圖 牆壁時為平視圖 A： 在非加熱面不論是單一或集束之貫穿耐火材料，其旁邊 2.5cm 處至少須安放一支熱電偶，若為不同形狀，則各邊均須安裝。 B： 試體蓋板之周沿至少須安裝一支熱電偶。 C： 貫穿耐火材料與蓋板之邊緣中間點須安裝熱電偶，另外若測試材料不只一組，則各組之中間點均須安裝熱電偶，以確實保證若一

16、組 材料測試時失敗，可判斷是否影響另外之材料。 D：試體蓋板外安裝熱電偶瞭解隔熱措施是否確實。 E：非加熱面外 30cm 處。 F： 貫穿耐火材料上至少安裝 1 支熱電偶，可協助遮焰級（ B 種）或阻熱級（ A種）之判定。 6. 試驗步驟 6.1 試驗開始前預備事項 6.1.1 室內氣溫須以第 4.2.4 節熱電偶量測，須在 2515範圍內。 6.1.2 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。 6.1.3 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.

17、1.4 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 2515，且須與初始室內溫度相差 5範圍內。 6.2 量測與觀察 10 CNS 14514, A 3382 6.2.1 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 秒量測時間內末達 150，則毋須持續量測。 6.2.2 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。 6.2.3 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。 7. 噴水試驗 7.1 此試驗乃是用來檢測試體耐衝

18、擊、沖蝕及冷卻效應之用，故應使用第 5 節所規定加熱試驗終了後 10 分鐘內之試體進行試驗。 7.2 若結構物其防火時效少於 1 小時，可不需做此試驗。 7.3 噴水裝備應使用口徑為 63.5mm 之軟水管，管口直徑為 28.6mm 且內徑光滑成標準錘形之噴水苗子，於距離 6m 處向試體加熱面之中央底部噴起並逐次擴及全區（水柱移動時應緩慢並具有方向性）。 7.4 各種防火時效所須之噴水壓力與噴水時間如表 1 所示。 表 1 水壓及噴水時間表 防火時效 (hr) 管嘴底部之水壓 (N/mm2kgf/cm2) 加熱面積所需噴水時間(s/m2) 2hr F 4hr 16 1hr F 2hr 10 F

19、 1hr 0.212.1 78. 判定及報告 8.1 判定：第 5 節加熱試驗及第 7 節噴水試驗，對稱型構造者均應進行 1 次，非對稱型構造者均應進行 2 次，其結果，若試體均符合下列 (1)至 (4)項條件時，即可視為符合阻熱級（ A 種）貫穿部耐火材料。若均符合下列 (1)至 (3)項條件時，即可視為符合遮焰級（ B種）貫穿部耐火材料。 (1) 加熱等級時間內不得有燒穿試體通達非加熱面之火焰。 (2) 加熱等級時間內在試體非加熱面任何構材上未產生火焰。 (3) 進行噴水試驗時，未產生讓噴水通達試體非加熱面之開孔。 (4) 加熱等級時間內在非加熱面任一溫度量測點（包括移動式熱電偶所測得者）

20、或任何貫穿物件上之最高溫度未超過 210。 8.2 報告 (1) 報告應依本試驗法規定試驗所達到之性能，結果依符合第 5 節規定條件之加熱等級時間表示其防火時效，並區分遮焰 (F)級或隔熱 (T)級。 (2) 報告應記載試體構造及使用材料之詳細資料（包含耐火材料及貫穿物件），試體組合詳細圖說（尺度、形狀、位置等）、加熱時間、爐內加熱溫度及氣壓值、曝火背面溫度測定位置及測得最高溫度值、加熱源種類。 11 CNS 14514, A 3382 (3) 試驗中及試驗結束時爐火停止後，試體耐火性能有關現象亦須詳細記載於報告，包括裂隙、變形、火焰燃燒、燼燃、冒煙等。 (4) 在試驗時若爐火之曝露溫度高於標準時，則防火時效應增加此一修正量；若溫度低於標準時，則減少此一修正數量。 修正公式如下： )LAs(3)AsA(I2C+= 式內， C=修正數，與 I 之單位相同 I =防火時效 A =對最初 3/4 指示時間，指示爐內平均溫度曲線下面積 As =對最初 3/4 指示時間，標準爐內溫度曲線下面積 L =熱度落後修正數，與 A 及 As 之單位相同 （ 30 h 或 1782 min） 引用標準： CNS 5534 熱電偶 CNS 11073 銅及銅合金板、捲片