一般研究建築物室內火災行為特性時，將室內所產生的煙與熱，區分成上層區（熱區）及下層區（冷區），進而研究的模式稱為：

本題考點

火災模擬計算模式的分類,考的是把室內空間簡化為上下兩層來求解的模式名稱。

正解理由

依火災工程學對數值模式的分類,將起火室的空間假設為性質均勻的「上部熱煙層」與「下部冷空氣層」兩個控制區,再以質量守恆與能量守恆方程式求解各層溫度、煙層厚度與界面高度者,稱為區域模式(zone model),代表軟體如 CFAST、BRI2;其最大特徵就是題幹所描述的上下兩區劃分,故選 B。

逐項排除

1. (A)

   場模式(field model)是把空間切成數十萬個網格,逐格解流體力學守恆方程式的計算流體力學方法(如 FDS),不做兩層假設,精度高但耗時,與題意不符。

2. (B)

   正是把煙與熱分為上層熱區、下層冷區的雙區間模式,與題幹描述完全一致,為正確答案。

3. (C)

   控制體積模式是流體力學中通用的分析手法名稱,泛指對任一選定體積作守恆分析,並非火災學中「上下兩層」這一特定模式的專有名稱。

4. (D)

   網路模式(network model)把每個房間視為一個節點、以開口為流路連結,用於全棟建築的煙流與壓力分布分析,著眼於房間之間而非單一房間內的上下分層。

記憶點

火災模擬模式的三分法是火災學必考的架構題。網路模式(network model)精度最粗,把每個房間簡化成單一節點,只算房間之間的壓力與流量,適合大範圍煙控與加壓系統評估;區域模式(zone model)居中,單一房間分成上下兩層,以少量常微分方程式描述煙層下降、天花板噴流與門口流出量,在一般電腦上數秒到數分鐘即可算完,是性能式設計與避難時間評估最常用的工具;場模式(field model / CFD)最細,以有限體積法離散納維－斯托克斯方程式,可解出每一點的速度、溫度與煙濃度場,適合幾何複雜、大空間或需要細部流場的案例,但計算成本高。

區域模式之所以合理,來自實驗觀察:室內火災形成的煙羽流(plume)撞擊天花板後沿頂部擴散,形成溫度均勻的熱煙層,與下方相對乾淨的冷空氣層之間界面清楚,這個兩層結構在閃燃前相當穩定。因此其核心方程式包含質量守恆(煙層質量增量 = 煙羽流捲吸量 − 開口流出量)、能量守恆(熱釋放率扣除牆面熱損失與開口散熱),搭配 Zukoski 或 McCaffrey 的煙羽流捲吸公式求解。

侷限也是考點:當火災接近閃燃、上下層溫差消失,或空間極為狹長、挑高中庭導致煙層界面不明顯時,兩層假設就會失真,此時應改用場模式;反之若只關心煙是否會經由管道間、樓梯間串樓,網路模式反而更有效率。

延伸連結:區域模式的輸出常直接餵給性能式避難設計,計算可用避難時間(ASET)與必要避難時間(RSET)的比較,ASET 通常以煙層下降至 1.8 m 或能見度、溫度、毒性氣體達到危險判定基準的時刻為準,這組判定值與本題屬同一章節的高頻考點。