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研究生: 王智威
Chih-Wei Wang
論文名稱: 國產直交集成板(CLT)外覆矽酸鈣板之防火性能初探
Preliminary Study on Fire Performance of Domestic Cross-Laminated-Timber (CLT) covered with Calcium Silicate Board
指導教授: 林慶元
Ching-Yuan Lin
口試委員: 林慶元
Ching-Yuan Lin
莊英吉
Ying-Ji Chuang
欒中丕
Chung-Pi Luan
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 設計學院 - 建築系
Department of Architecture
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 165
中文關鍵詞: 直交集成板直交集成板外覆矽酸鈣板國產材炭化速率
外文關鍵詞: Cross-Laminated-Timber, Calcium Silicate covered in Cross-Laminated-Timbe, Domestic Timber, Charring Rate
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  • 本研究選擇國產材(臺灣杉、杉木、柳杉)製成之CLT(Cross-Laminated-Timber)進行牆板之防火時效試驗。以柳杉、杉木、臺灣杉各2塊並以間苯二酚甲醛樹酯(Resorcinol formaldehyde resin)做為膠合劑製成6塊180cm×150cm×15cm之5層同等級CLT試體,以及與3塊同尺寸杉木CLT以聚醋酸乙烯酯(Polyvinyl acetate)搭配不同釘合方式外覆不同厚度之矽酸鈣板製成之試體耐火性能實驗成果進行對比。整個試驗的變數條件為樹種、CLT有無外覆矽酸鈣板、兩種厚度(9mm、12mm)之矽酸鈣板以及兩種釘合CLT和矽酸鈣板的方式(文釘、螺釘)。
    本研究參考CNS12514-1進行加熱試驗,獲得結論如下:1.有外覆矽酸鈣板之CLT耐火性能明顯高於無外覆矽酸鈣板之CLT試體,經由採測點A1、B1之熱分解危險界限溫度(171°C)進行對比,外覆矽酸鈣板的試體分別多出10分21秒(以螺釘釘合9mm矽酸鈣板與CLT)、11分25秒(以文釘釘合9mm矽酸鈣板與CLT)、以及14分32秒(以文釘釘合12mm矽酸鈣板與CLT)的保護時間。2.外覆矽酸鈣板之厚度會影響試體耐火性能,矽酸鈣板越厚耐火性能越好。3.本次實驗釘合矽酸鈣板的方式螺釘耐火性能略低於文釘,但差異不大。4.樹種會影響炭化速率,實驗結果無外覆矽酸鈣板之CLT平均炭化速率杉木>臺灣杉>柳杉。5.扣除矽酸鈣板效益後的杉木CLT炭化速率(mm/min)分別為0.65 (以螺釘釘合9mm矽酸鈣板與CLT)、0.57 (以文釘釘合9mm矽酸鈣板與CLT)、0.49(以文釘釘合12mm矽酸鈣板與CLT)。


    In this experiment, we use CLT made of domestic materials (Taiwania, China fir, Japanese cedar) for flame resistance test. To compare the results of flame resistance, we made two kinds of CLT, one was 2 pieces each of Japanese cedar, China fir and Taiwania to made 6 pieces of 180cm x 150cm x 15cm and 5-layer CLT of the same grade, the other was three CLTs of the same size were covered with different thickness calcium silicate boards in different ways. In this experiment, RF glue(Resorcinol formaldehyde resin)was used as adhesive to make CLT, CLT and calcium silicate boards were respectively glued with screws, nails and PVA (Polyvinyl acetate). The variable conditions were species, CLT covered by calcium silicate board or not, two thicknesses of calcium silicate board (9mm, 12mm), and two ways to staple CLT and calcium silicate boards (Nails, Screws).
    In this experiment CNS12514-1 was referenced for the heating test, the conclusions were as follows by: 1. The carbonization rate of the CLT which covered with calcium silicate board was significantly lower than that of the non-covered with calcium silicate board , by setting the danger limit temperature (171°C) for comparison, the specimen covered with calcium silicate board can make 10 min 21 s (CLT covered with 9mm calcium silicate board with screws),11 min 25 s (CLT covered with 9mm calcium silicate board with nails),14 min 32 s (CLT covered with 12mm calcium silicate board with nails) protection time. 2. The thickness of the overlying calcium silicate plate will affect the fire resistance of the specimen, the thicker the calcium silicate plate, the better the fire resistance. 3. In this experiment, the fire resistance of using the screws to cover calcium silicate board is slightly worse than that of using the nails, but the difference is not significant. 4. Tree species will affect charring rate, experimental results show that the carbonization rate of CLT without calcium silicate board is China fir > Taiwania > Japanese cedar. 5. After excluding the benefit of calcium silicate board, the carbonization rate(mm/min) of China fir CLT is 0.65(CLT covered with 9mm calcium silicate board with screws), 0.57(CLT covered with 9mm calcium silicate board with nails), 0.49(CLT covered with 12mm calcium silicate board with nails).

    目錄 中文摘要 I ABSTRACT II 目錄 III 表索引 V 圖索引 VII 第一章 緒論 1 1-1 研究動機與目的 1 1-2 研究內容 2 1-3 研究方法與流程 2 1-3-1研究方法 2 1-3-2 研究流程 3 第二章 文獻回顧 4 2-1國產材與直交集成板 4 2-1-1國產材 4 2-1-2直交集成板 5 2-2木材高溫特性及炭化理論 9 2-2-1木材燃燒炭化理論 9 2-2-2木材燃燒高溫特性 10 2-3矽酸鈣板性質 12 2-4木構造外覆板材相關實驗整理 14 2-5相關規範及法規探討 21 2-5-1中華民國國家標準(CNS) 21 2-5-2建築技術規則 26 2-5-3國外相關規範 27 第三章 實驗計畫 29 3-1實驗設計與規劃 29 3-1-1 直交集成板設計 29 3-1-2 CLT試體製作流程 38 3-1-3 試驗方法 41 3-2 試驗設備與器材 42 3-2-1 小型試驗爐 42 3-2-2 電腦與數據收集儀器 43 3-2-3 熱電偶線 46 3-2-4 輔助工具 47 3-3 實驗流程 53 第四章 結果與討論 62 4-1 升溫曲線 62 4-1-1 爐內升溫曲線 62 4-1-2 CLT試體升溫曲線 64 4-2 炭化深度與速率 80 4-4 樹種密度 100 4-5 其他文獻比較 100 第五章 結論與建議 116 5-1 結論 116 5-2 建議 117 參考資料 118 附錄 121

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