建築火災中會被通風口的大小設計所影響，通風因子為下列何者？（A：通風口面積、W：通風口寬度、H：通風口高度）

本題考點

建築室內火災進入通風控制階段後，燃燒速度由開口條件決定，其量化指標為通風因子。

正解理由

依川越邦雄的區劃空間開口流動實驗式，室內可燃物的質量燃燒速率約為 0.09A√H（公斤／秒），其中 A 為通風口面積、H 為通風口高度，故通風因子寫作 A√H，即 A 乘以 H 的二分之一次方。其推導在於開口進氣速度由浮力壓差驅動，與 √(gH) 成正比，再乘上開口面積得體積流率，因此高度只以平方根影響進氣量，面積則為線性影響。故選 C。

逐項排除

1. (A)

   AH2 把開口高度取二次方，會把高度的影響誇大，與開口流動推導所得的平方根關係不符。

2. (B)

   AW 以寬度取代高度，但寬度已包含在面積之內，等於重複計入寬度，且完全忽略中性帶高度對進氣的影響。

3. (C)

   AH1/2 即 A√H，面積成線性、高度成平方根，與實驗式及浮力驅動的推導一致，為正解。

4. (D)

   AW1/2 同樣誤把寬度當成獨立變數，寬度並不決定中性帶上下的壓差分布，無法反映進氣能力。

記憶點

通風因子 A√H 出自日本學者川越邦雄一九五〇年代的區劃空間燃燒實驗，其結論是：當室內可燃物量充足、氧氣成為瓶頸時，木材類可燃物的質量燃燒速率約為每秒 0.09A√H 公斤，係數 0.09 由大量實驗迴歸而得。推導的物理圖像是火災室內熱氣體上浮，開口上半部排出高溫煙氣、下半部吸入冷空氣，兩者之間存在內外壓力相等的中性帶。冷空氣自中性帶以下流入，流速由浮力壓差決定，依柏努利方程式，速度正比於壓差開根號，而壓差又正比於高度差與內外氣體密度差，故流速正比於 √(gH)；再乘上開口面積得體積流率，於是進氣量正比於 A√H。這也說明為何把開口高度加倍，燃燒速率只成長約一點四一倍，而把開口面積加倍則燃燒速率直接加倍。

燃料控制與通風控制的分界常以當量比判定：燃料與空氣的供應比低於化學計量比時為燃料控制，燃燒速率取決於可燃物的裂解速率與表面積；供氧不足時轉為通風控制，燃燒速率改由 A√H 決定，多餘的可燃氣體隨煙流出開口，在室外遇空氣後燃燒，形成自窗口噴出的火舌。

延伸考點有二。其一是最盛期持續時間的概估，以火載量除以每秒 0.09A√H 公斤可得大致燃燒時間，故開口愈大者燒得愈猛但延時愈短、開口愈小者反之。其二是通風因子與閃燃後室溫曲線的關聯，開口條件與區劃的熱慣性同為決定最盛期溫度高低的輸入參數，也是耐火性能驗證常見的命題角度。其三是通風因子的變形寫法，文獻上常把 A√H 再除以區劃的樓地板面積或內表面積，作為不同大小區劃之間的比較指標；此時分母已經改變，數值不可與原始的 A√H 直接互相引用，看到題幹給的是哪一種定義再代入，是這一類計算題的第一步。