4, Design Theory

建築物需要防火保護的結構構件有梁、柱、斜撐、樓板、小間填塞及層間塞等。
梁、柱、斜撐等結構構件，在於保護其於高溫下不致遭到結構性的破壞，亦即維持構件的應力強度使能繼續 承載載重。
樓板及層間塞的保護目的，類似隔火牆，避免火燄經由縫隙或經由熱傳導，而引發上層空間的火災，從而阻 止了火災的蔓延。

Floor

目前以國內的觀念認為鋼樓版沒有結構作用，所以不需要防火保護。
但是訴諸於各國防火法規來看，情況並不那麼單純。
ASTM E119防火規範針對版耐火能力的失敗標準定義如下：

  1. 版無法繼續承載載重。
  2. 版之背火面溫度超過139℃+。
  3. 版之背火面上的綿絮被點燃。

其中並無針對鋼承版有結構作用而另有特殊規定。所以鋼承版的防火被覆需要與否，主要應視其上混凝土層之厚度而定。

Beam, Column, Bracing

就結構構件之耐火能力理論上而言，一鋼構件所需保護的厚度，端視其耐熱能力而定。若此鋼構件耐熱能力 佳，則其所需之被覆厚度也薄，而鋼構件之耐熱能力可由下列三點決定：﹝註六﹞

  1. Heat Dissipation
    如圖9-a及9-b之比較，梁因其上翼與樓版接觸，在受熱時，熱量經由此介面傳導至樓版及上層空間。 而柱因無此熱消散面，故在其它條件相同時，柱所需之保護厚度較梁為厚。同樣之觀點，UL將斜撐之防火設 計歸納於柱的範疇。
  2. Heated Perimeter
    如圖9-b及9-c之比較，同樣的構件，9-c梁其暴露面小，熱量傳入之途徑也變小，構件本身的溫度上 升也變慢了，表示其耐熱時間增長，所以所需保護厚度也較薄。
  3. Heat Capacity
    Compare figure 9-b & 9-c, 2 beams with the same heated perimeter, but beam 9-b has a larger cross section, 在同時間傳入二梁之熱量相同，但是 平均單位體積之受熱程度，圖B梁當然較小，表示其所需保護厚度較薄。

9-a

9-b

9-c

9-d

以UL觀點，因同時引具此三變因，因此其設計模式甚為複雜，但是AWCII 發行之“Design Selection Utilizing Sprayed Fireprotection”針對UL設計手冊的使用要領有很詳細的解說。
英國的ASFP 只引具第二及第三項變因，以Hp/A為變數，雖然簡化了計算模式，但精確性不如UL。
日本方面則完全以試驗值為標準，不做任何調整，常無法顧即耐熱能力差的結構構件﹝如小梁等﹞。
當然，簡化設計﹝如日本模式﹞可省去繁瑣的設計過程及施工時放樣的困擾，但是精確性值得商榷。
目前國內絕大多數業者均引用UL設計模式，但是值得注意的是，一些非專業廠商斷章取義，以偏概全，其所建議的厚度常未能達到應該有的防火時效。

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