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二、火災災例之整合性分析

(一)、矩陣表分析的基本理論架構

每一次重大火災的背後,通常都存有甚多致災因素等待發掘;對 於不同的火災災例,可能就有其特定的火災危險(或消防安全缺陷)

,如無法發展或運用一套整合性的分析方法,各火災災例中共通性(

即可能重複出現)致災因素便不能被充分掌握,當然也就不能有效防 止類似災例的一再發生。即使從分散的個案資料分析中,知道那些因 素是造成重大傷亡的關鍵要因,但因缺乏一套系統性分析模式,致不 能提供檢定後的數值作為佐證,也無法說服相關主管機關納入建築防 災法規體系,當然對投資業者便無強制性效力,國內建築物防火能力 等級的提昇,也就遙遙無期了。

對於火災災例的分析模式,英國學者 Paul Stollard 就曾提出 :分析火災紀錄的系統是以評估建築物元件( element )和居民在 減輕起火的結果是成功或失敗來描述。 Paul Stollard 更進一步指

出任何對火災的系統性分析方法均將火災的成長細分成一連串可資確 認的階段,然而以時間及熱輸出的程度作為細分的標準並不適用,空 間因素才是最適合細分火災成長階段的標準。(註 3-4)

在 Lerup's 的研究中,將火災成長以八個關鍵點( critical conditions )來作區分,分別是:(註 3-5)

(1)無火的狀態

(2)第一個物質受到波及 (3)第二個物質受到波及 (4)整個起火室受到波及 (5)鄰近的房間受到波及 (6)起火樓層受到波及 (7)鄰近樓層受到波及 (8)整棟建築物受到波及

但是依 Paul Stollard 的認為火災災例的分析不能僅單純的考 慮火的延燒,煙的擴散也必須同時考量,於是由火、煙兩個因素決定 出 22 個可能的階段,如圖 3-1 所示。(註 3-6)

日本矩陣表的設計主要是以上述理論為架構,並對火災成長的階 段加以簡化修正及加入人員反應行為種類後如表 2-4,而各階段、行 為種類、及各「安全對策項目」的定義參酌附件一。

(二)、矩陣表分析的基本概念

藉 34 個「安全對策項目」與「火災進展階段」及「人員反應行 為種類」所構成的矩陣表,假設兩組以時間為軸的邏輯樹( logic trees ),一組代表火災的進展,另一組代表火場中人員的反應行為 。將各個「安全對策項目」假想為邏輯樹上的節點,火災如進展到該 節點,原應在安全對策作用下抑制火勢;但事實如讓火勢突破該節點 繼續擴大(助長火勢),則原為安全因素的該節點遂演變為「危險因 素」,吾人便可在矩陣表中該「安全對策項目」相對應「火災進展階 段」的位置劃上(〤)的符號,代表該火災災例分析上的一個缺陷數 。相同的,在「人員對火災的反應行為」中,各「安全對策項目」原 對人員避難滅火等行為有正面的效果;但是在重大火災案例分析上,

事實真相反而是造成阻礙人員避難逃生及通報滅火行動的不利因素,

該項目便由安全因素變成危險因素,在矩陣表中相對應於「人與火災 對應」位置上劃上(〤)的符號,也代表該火災災例分析上的一個缺

陷數。(註 3-7)

為期火災災例分析被均一且順利進行,使用矩陣表之前,必須先 建立以下的三項基本概念:(註 3-8)

1.「安全對策項目」的階段性功能限制

34 個「安全對策項目」並非全與「火災進展」及「人與火 災對應」的每一個過程均密切相關。表 3-2 所示非空白部分,

代表該類「安全對策項目」與相對應的「火災進展」及「人與 火災對應」過程並無直接關係。以火氣使用管理為例,該項對 策與火災的擴大及人員的對應無直接關係,只對火災初期階段 有抑制的效果。

因此,進行各火災災例分析時,該矩陣應明示各安全對策 在火勢發展及人員反應過程中具關鍵性影響的階段,即各安全 對策在建築物火災安全計劃中原始設計的階段性功能,是否適 時適所正常發揮的驗證探討,才是火災災例分析的主要重點。

2.「安全對策項目」的存在性功能釐清

無「安全對策項目」(未實施或未設置),在以時間為軸 的火災進展過程中,仍應被視為一缺陷。如建築物因無該項對 策因素,致使火災繼續蔓延,則理應視為助長火勢的因素,故 無該安全因素即等於火災危險因素。否則以國內營業場所違規 使用情形相當的嚴重,內部安全設備也大都闕如的現況言,分 析上如全將列為「免評」的範圍,將造成無安全因素等於安全 因素的不合理情形。

並特以錯樹分析法(FTA 法)來補強上述的論點,假設從 許多火災災例調查分析得自動撒水設備成功抑制火勢的機率為 0.8 ,即表示該設備失效而助長火勢的機率為 0.2 ;但是對於 未設自動撒水設備的場所而言,火勢在毫無干預能力下通過該 節點而擴大延燒的機率為 1.0,其值當然較設有自動撒水設備 但未有效動作而助長火勢的機率高。因此無安全因素應列為危 險狀況,而不應為免評。

不過「安全對策項目」存在性功能的認定應該是相對的而 非絕對的,否則容易導致如陳敏志氏所述的不合理現象:因子 完整性之優點也伴隨著其缺點,就是包含許多消防安全非必要

的因子。一棟規模較小的建築物,可能因消防設備需求較少或 因使用者較單純而沒有嚴謹的管理制度,而導致低分,卻不見 得較不安全。(註 3-9)而相對的認定必須有一套標準以資對照 ,而各國在解決類似此問題點的作法,均以現行法令或草案的 規定為標準。

3. 「安全對策項目」的選擇性功能

每一火災災例均有其特定的火災進展邏輯樹( Fault Tree or Event Tree )及人與火災對應行為的先後次序,即火勢發 展受到每一節點(安全對策項目)的影響,致其後的火災進展 狀態可分成數條路徑進行,而不同路徑所對應的「安全對策項 目」可能就不相同。因此,「安全對策項目」本身對火災災例 可能發展過程也具有選擇性功能。

(三)、國內重大災例之矩陣表分析

從上一節火災災例資料的搜集及分析的過程中,固然可充分瞭解 各重大災例的致災原因及火災進展過程、人員因應行動實施情形等;

但為進一步求得同一時期國內重大建物火災災例所突顯的共通性問題 ,量化統計及整體分析便是絕對必要的。本文採矩陣表分析法以掌握 各「安全對策項目」與「火災進展」及「人與火災對應」互動關係上 的正、負面效用,俾進行整體分析。以矩陣表分析蒐集重大火災災例 的結果詳見附件三。

(四)、矩陣表評估值的計算

完成每個火災災例的矩陣表後,即可將各個災例的缺陷數(即×

的數量)與效果數(即○的數量),按各「安全對策項目」予以統計

,其統計情形如表 3-3 所示。由於本研究災例的蒐集面有限,且均為 造成重大人命死亡的火災災例,在資料上已限制本研究全面性深入的 探究,因此將研究的重點鎖定在這些災例中,原本的安全因素出現了 缺陷而轉變成危險因素的頻率,藉由出現頻率的高低,找出其所突顯 出的火災問題。由表 3-3 中可以了解到一件重大人命傷亡的火災慘案 並非一、二個致災因素所可獨立完成,而是不同時段過程發生的許多 缺陷共同串接結合而造成的結果。因此,政府的建物火災安全政策,

如能針對相同法制條件環境下各災例過程出現率較高的關鍵要因,予

以有效的防治,則火災即使發生,在該「安全對策項目」適時發揮既 定功能的情形下,火場人命安全當可獲得保障。(註 3-10)

然而因有些災例過程中並不具備或實施某些對策項目,故必須予 以適當修正,以求數值間的均一性,將各「安全對策項目」累計缺陷 數,除以該對策項目的「該當對象數」,使各項累計值在比較時有一 定的基準點。而所謂的「該當對象數」,一般即為分析災例總件數,

,表 3-4 第二列所示即各「安全對策項目」的「該當對象數」。

各火災災例的累計缺陷數(α1), 依「火災進展」及「人與火 災對應」過程階段,分別統計出總數,再依下列關係式求出β值,使 所求出的數值標準化。

β=α (該當對象數)

然後依日本的評估方法,再分別將「火災進展」及「人與火災對應」

的缺陷標準值和效果標準值相加,依下式求出γ1 和γ2 值:

γ1=β1(進展)+β2(進展)

γ2=β1(對應)+β2(對應)

而本研究設定效果標準值為零,因此將上兩式簡化為:

γ1=β1(進展)

γ2=β2(對應)

由於「火災進展」和「人與火災對應」各其有獨特的發展軌跡(

Event Trees),而依日本的方法,以下式之關係式將此兩獨立事件 予以結合:

圖 3-2、3-3、3-4 所示為重大火災災例各「安全對策項目」

的γ1、γ2 和γ值曲線圖。

(五)、關鍵要因分析

依災例整體分析所求出的γ、γ1 和γ2 值,只是發展分析評估 技術中一個階段性結果;如欲建立本土性的分析評估基準,尚有賴於 分析對象資料的繼續搜集及研究討論。由本文分析得γ、γ1、γ2 值中,吾人可瞭解那些「安全對策項目」對「火災進展」或「人與火 災對應」有較顯著的影響。

由圖 3-2 所示「火災進展」γ1 值曲線中,對「火災進展」的助 長性(效果)最明顯,計有下列六項:

6.從業人員的防災意識

7.從業人員的執行及行動能力

11.起火場所 19.可燃物質與量 21.內裝材料 34.自動撒水設備

由圖 3-3 所示「人與火災對應」的γ2 值曲線中,對「人與火災 對應」部份的阻礙性最為明顯,計有以下四項:

1.組織,體制的權限 2.訓練、消防計劃 6.從業人員的防災意識

7.從業人員的執行及行動能力

由圖 3-4 所示的γ值曲線中,計算全部「安全對策項目」的γ值

,可以求出其平均數為 2.1,標準差為 2.0,可以清楚看出γ值超過

,可以求出其平均數為 2.1,標準差為 2.0,可以清楚看出γ值超過

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