從建築物構造耐火試驗法國家標準變更談建廠規劃及品管注意事項

前言

2014年11月3日經濟部標準檢驗局公告^[1]制定CNS 12514-1「建築物構造構件耐火試驗法-第1部：一般要求」等7部相關系列國家標準（以下簡稱「新版標準」），並同時廢止CNS 12514「建築物構造部分耐火試驗法」國家標準（以下簡稱「舊版標準」）。雖然這只是一紙簡單的公函，但國家標準是產品性能驗證與確認的基石，其變動牽動了建築防火構造產業、試驗與評定機構、建築設計與監造單位以及建築管理機關間環環相扣的關係，因此本文針對此課題，從標準修訂背景、新舊版標準差異以及主管機關相關配套措施做有系統的整理與分析，提供建議方案給從事與防火構造相關建廠規劃與品質檢驗的專業從業人員參考，以做好相關因應措施，避免造成日後建廠規劃設計、施工品質要求以及申請使用執照之困擾。

國家標準與防火構造建築管理制度之關係

依據「建築技術規則」（以下簡稱「技術規則」）以及相關建管行政規則規定，防火構造除技術規則建築設計施工編^[2]第71~74條規定之構造方式及規格內容外，其他應為經中央主管建築機關（內政部營建署）認可具有同等以上防火性能者。此外，依技術規則以及「建築新技術新工法新設備及新材料認可申請要點^[3]」之相關規定，如 表一，防火構造之規格，除了沒有中華民國國家標準（以下簡稱「國家標準」）適用的情形外，原則上都是應遵從國家標準確認是否符合要求。因此國家標準制定或修訂時，將牽動著相關防火構造性能規格要求以及基準，以及相關機構與從業人員（如指定試驗機構、指定評定機構、設計人、監造人以及建管機關等）執行性能規格確認之依據。

新版標準修訂內容概述及分析

舊版標準在2014年11月3日廢止前，總共進行了3次修訂，從制定之初參考日本JIS標準加以訂定，到2002年8月7日因應加入世界貿易組織及標準化政策之需進行第2次修訂時^[4]，參考當時ISO 834在升溫曲線、爐內壓力以及合格性能基準之規定，大幅調整國家標準內容，此時CNS 12514 在測試條件與判定基準已經與ISO 834相差無幾。本次取代舊版CNS 12514之新版CNS12514系列標準，幾個重大修訂內容摘述如下。

標準架構及內容原則上比照ISO系列標準

為了能夠與國際標準完全接軌，新版標準在制定時，係以相對應國際標準^[5]的原則進行制定，因此在標準架構上完全與ISO834系列標準相同，在新版標準的第1部^（註1）規定了耐火試驗方法的一般原則，並從第4部到第9部分別規定各種類型構件的特定要求，該架構與舊版標準將所有構件的測試規定集結於一部標準中有顯著的不同，新版系列標準與ISO834系列標準及舊版標準構件適用範圍如 表二，由 表二可以發現，目前新版標準並沒有包含ISO/TR 834-2及ISO/TR 834-3，其原因是這兩份文件屬於技術報告且並非是試驗方法，依經濟部標準檢驗局的標準化政策，前述文件原則上是不會轉換為國家標準。此外，新版標準的適用範圍較舊版標準多了第9部–非承重天花板特定要求的試驗規定，也就是日後非承重天花板將可以依據新版標準進行耐火性能的試驗（非承重天花板測試如 圖一），若依照舊版標準規定，非承重天花板是沒有個別試驗的規定及判定標準，需連同樓板或屋頂構成整組構件一同執行試驗及判定。

圖一、耐火試驗前石膏板天花板試體

修訂試體尺寸要求

新版標準對於試體尺寸的要求，原則上以試體的實際尺度來進行試驗，惟超過構件類型之特定尺度時，則以該特定尺度並設計特定條件進行試驗，整理各類型構件超過特定尺度時之最小要求加熱尺度如 表三，其中，舊版標準之加熱尺度A將不符合新版標準的規定。

修正屋頂構件之載重條件

新版標準規定承重構件試驗載重可依結構規範規定的設計方法來計算，或由構造規範所規定或是由業者指定，刪除了舊版標準對於屋頂面每1m²中央部分施予65kgf集中載重的規定。

增訂非承重牆設置無束制垂直邊緣之條件及方式

依據新版標準，當非承重牆構件實際構造的寬度大於加熱爐開口時，其中一個垂直邊應無束制，且試體與試驗框架間應留有25~50mm的空隙。該空隙應以具彈性的不燃材料填充，以避免試體加熱變形時限制其活動。其他邊則採與實際情形相同的束制條件。

增訂評估遮焰性之縫隙規

新版標準較舊版標準增加了「縫隙規(Gap Gauge)」作為測定區劃構件遮焰性之儀器裝置，其中，縫隙規有直徑6mm及直徑25mm等兩種規格，不同規格的縫隙規也有不同的應用程序，來對區劃構件的遮焰性進行判定。

修訂性能判定基準

建築構件的耐火性能分成「承重性能」、「遮焰性」及「阻熱性」來表示，而建築構件的耐火時效再依據該構件符合上述相關性能判定基準的時間來加以決定，各類型構件須符合之相關性能判定基準如 表四。

新舊標準對於「承重性能」、「遮焰性」及「阻熱性」之判定基準，整理如 表五。依據 表五可以了解到，新版標準在「遮焰性」部分，額外增加了測隙規作為遮焰性判定的要求；在「阻熱性」則是將溫度的判定基準由絕對溫度數值判定改為相對溫升值判定；另外，在「承重能力」部份，新版標準並沒有舊版標準在柱梁構件無加載條件以「鋼材破壞溫度」進行承重能力判定的規定（防火披覆柱測試如 圖二及 圖三）。此外，新版標準已經沒有對加熱尺度A的試體尺寸須執行衝擊試驗或噴水試驗等附加試驗之判定基準規定。

圖二、耐火試驗後石膏板被覆柱試體

圖三、耐火試驗中防火漆被覆柱防火漆開始膨脹

綜合上述，依據新版標準，對於以舊版標準試驗或認可通過的防火構件有以下幾點差異較大之處須進一步評估：

• 就非承重垂直區劃構件而言，新版標準規定實際構造寬度大於加熱爐開口時，試體須有一側垂直邊為無束制條件。非承重區劃構件在耐火試驗過程中，會因為受熱而產生變形，當垂直邊為無束制的條件時，該垂直邊將產生更大的變形。這對於材料韌性較差，或者是構造容易因變形破裂的構件，都將對性能產生不利的影響，甚至導致遮焰性或阻熱性提早失敗，造成防火時效降低或失效。由於構件受熱變形的行為對於防火性能影響的情形比較複雜，因此原則上無法只是依據舊標準的試驗結果來進行評估。
• 就垂直/水平區劃構件而言，新版標準是以非加熱面溫度相對溫升值對「阻熱性」進行判定，因此依據舊版標準通過試驗的產品須依據新版標準的判定基準對阻熱性能進一步的評估。
• 對於屋頂、樓板、柱及樑等構造類型而言，以舊版標準之加熱尺度A通過測試驗證的產品將不符合新版標準的加熱尺度要求，因此將需要重新檢討與評估。
• 對於屋頂構件之試驗載重部分，新版已經沒有規定以65kgf/m²作為試驗載重，因此建議屋頂的試驗活載重應該是回歸建築技術規則構造編之相關規定，或是依照業主指定要求。
• 就梁柱等承重構件而言，新版標準規定在載重條件下以「變形量」以及「變形速率」作為「承重能力」的判定基準，並沒有舊版標準可依據無載重條件下以「破壞溫度」進行「承重能力」判定的替代方案，因此若是依據舊版標準無載重條件下以「破壞溫度」進行「承重能力」判定的試驗報告，都需要重新檢討與評估。

主管機關對於新版標準實施的配套措施

依據前述對於新舊標準修訂內容的差異比較及分析，可以發現依據舊版標準通過試驗的產品在新版標準的試驗條件與判定基準要求下，是不一定能夠符合的，因此防火構造的主管機關-內政部營建署於2014年12月16日對此召開相關配套措施討論會議^[6]，對此訂定相關配套措施如下：

新舊標準轉換緩衝期

鑑於本次國家標準之修訂，由於經濟部標準檢驗局並非是防火構造產品的主管機關，因此標準修訂公告並沒有訂定緩衝期，後經內政部營建署會議討論決議，對於新版標準的應用給予六個月緩衝期，明訂在2015年6月23日之前，業者得採用新版標準或舊版標準進行試驗申請。惟採用舊版標準辦理試驗、評定及認可之有效期限最長為三年；在該緩衝期限內申請延續原認可內容者，有效期限最長也是為三年。換句話說，在這段緩衝期採用新版標準通過試驗的產品，有效期限為三年，依據現行規定，認可書有效期限到期時可以再延續三年一次。

依據舊版標準認可之認可通知書之處理方案

性能評定機構間討論後也獲致一致性決議^[7]，民國104年6月24日起，原核發之認可通知書試驗標準採用舊版國家標準欲申請延續原認可內容時，應請指定試驗機構檢討原出具原試驗報告可否得延續之評估說明書，並呈送給指定評定機構作為評定之參考依據，其延續認可期限將以最長三年為限。

結論與建議

綜合上述新舊版標準差異之處以及主管機關之相關配套措施，總結下列結論及建議如下，提供給相關從業人員參考。

• 建築防火構造相關之耐火試驗國家標準已於2014年11月3日公告制訂CNS12514系列新版標準，並同時將CNS12514舊版標準廢止。因此正在進行之建廠規劃設計案，須對相關工程規範文件予以更新，將舊版CNS 12514標準改為新制訂之CNS12514-1、4、5、6、7及8等標準作為相關防火構造細部設計、發包及品質檢驗之依據。
• 內政部營建署以及指定性能評定機構已針對新版標準研擬好配套措施，訂定到2015年6月23日止，得以舊版標準進行新案件之試驗及評定的緩衝期，並訂定2015年6月24日以後，以舊版標準取得認可通知書到期延續時，須提出指定試驗機構評估說明文件做為通知書延續評定之參考。因此對於尚未完工的建廠工程，規劃採用的防火構造工法若是以舊版標準取得認可通知書時，須請供應商針對預定完工及取得使用執照時間針對他們提具之認可通知書有效時間進行檢討。如果認可通知書有效時間比預定取得使用執照的時間還要早且可以申請認可通知書延續時，須要求供應商向指定評定機構或試驗機構諮詢，確認該公司之認可通知書後續要如何因應；如果該公司之認可通知書已經延續過1次或經諮詢無法再延續時，則須要求供應商要儘速依據新版標準進行試驗並取得認可通知書。其中，以國外試驗報告或型錄取得認可通知書之防火構造產品，由於依據標準並非是CNS國家標準，因此毋須依照上述內容因應。