綜觀國內針對防滑相關規範之規定,目前相關規範內容僅就地面 規定地面須防滑、使用防滑材料、採用防滑地板及應設有防滑措施…
第一節 國內規範回顧
經查在國內與防滑相關的法規中,因建築物無障礙設施設計規範 係為個人身體因先天或後天受損、退化,如肢體障礙、視障、聽障等,
導致在使用建築環境時受到限制者之行動不便者,以及另因暫時性原 因導致行動受限者,如孕婦及骨折病患等暫時性行動不便者所規定,
因此對於防滑之要求多,其餘規定就比較零星,本研究整理如下所述:
一、 《建築物無障礙設施設計規範》:
202.3 地面:通路地面應平整、防滑且易於通行。
205.2.1 通則:出入口兩邊之地面120 公分之範圍內應平 整、防滑、易於通行,不得有高差,且坡度不得大於1/50。
206.2.4 地面:坡道地面應平整(不得設置導盲磚或其他妨 礙輪椅行進之舖面)、防滑且易於通行。
302.2 地板表面:樓梯平台及梯級表面應採用防滑材料。
304.3 防滑條:梯級踏面邊緣應作處理,其顏色應與踏面有 明顯不同,且應順平(如圖2-1)。
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圖2-1 防滑條處理
資料來源:建築物無障礙設施設計規範
502.2 地面:廁所盥洗室之地面應堅硬、平整、防滑,尤其 應注意地面潮濕及有肥皂水時之防滑。
602.2 地面:浴室之地面應堅硬、平整、防滑,尤其應注意 地面潮濕及有肥皂水時之防滑。
702.1 地面:輪椅觀眾席位的地面應堅硬平整、防滑,且坡 度不得大於1/50。
803.5 停車位地面:地面應堅硬、平整、防滑,表面不可使 用鬆散性質之砂或石礫,高低差不得大於0.5 公分,坡度不 得大於1/50。
1002.2 地面:無障礙客房之地面應平順、防滑。
A304.1 地面:搭乘等候區的地面應平整、穩定、堅固和防滑,
坡度不得大於1/50。
A403.1 地面:結帳櫃檯及服務台前供輪椅使用者行進或迴轉 之空間地面應平整、防滑易於通行,且坡度須在1/50 以下。
A404.1 地面:自動化服務設備前供輪椅使用者行進或迴轉之 空間地面應平整、防滑易於通行,除騎樓外,其餘地方設置 坡度須在1/50 以下。
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之設置規定如下:
衛生設備:長途運輸工具內,應設置可供身心障礙者使用之 廁所與盥洗設備,並應裝設拉門、自動門或外開門,內部並 設置服務鈴、扶手及防滑地板;飛行國內線航空器,得由航 空公司以派專人服務方式代之。
扶手及防滑地板:大眾運輸工具內乘客通行地區,應於適當 位置設置扶手供乘客握持,通行地區之地板,應為粗面或用 其他防滑材料處理。
九、 《物理治療所設置標準》
第3條:物理治療所之設施,地板應為防滑地板。
從以上可以看出,我國有關防滑的法規雖多,卻尚無明確規 定最低防滑摩擦係數、或量測儀器與方法。
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第二節 滑倒
一、摩擦之基本概念
當兩接觸體出現相對運動時,接觸面會產生作用力和反作用力,
反作用力為阻止或抑制此物體滑動之力,此力稱為摩擦力。摩擦力可 用下列公式表示:
F = μN
其中
F
:摩擦力 μ:摩擦係數N
:垂直反作用力當一個作用力 P 作用於物體上時,在地面的反作用力 R 和垂直 作用力 N 間有一個夾角ψ,此ψ角稱為摩擦角(如圖 2-1),tanψ可 代表摩擦係數:
tan F N
N N
圖 2-2 摩擦力與摩擦角
摩擦係數又可分為靜摩擦係數(
s)和動摩擦係數(
d ),其差別在於動摩擦係數有相對運動產生,而靜摩擦係數則無。接觸面的水平 作用力遞增時,其
s也遞增,在水平作用力無法超越摩擦力時,接 觸面仍能維持靜態平衡。但
s增加到一定極限後,即無法再增加,此最大極限稱為最大靜摩擦係數,一旦當水平作用力超過了最大靜摩 擦係數所能提供之摩擦力,物體即會產生運動,此時摩擦係數值會下 降,而此時的摩擦係數為動摩擦係數。最大靜摩擦係數為一定值,而 動摩擦係數為可變值,其值隨兩接觸面之相對移動速度改變而改變,
18 (Irvine,1978;Strandberg,1983),其中
s與
d 代表了摩擦供應量(friction available) , 而 FH / FV 則 為 摩 擦 需 求 量 (friction demand),防滑之基本要求即是要確認走路時摩擦供應量必需大於摩 擦需求量(Grönqvist,1999;Grönqvist et al.,2001)。
走 路 時 腳 跟 在 著 地 的 瞬 間 產 生 向 前 滑 的 情 況 非 常 普 遍 (Irvine,1978),但若滑行的距離非常短,則走路者往往無法察覺這 種 滑 行 的 存 在 。 Leamon & Son (1989) 稱 這 種 滑 行 為 微 滑 (microslip),Leamon & Li (1990) 定義滑行在 3 公分以內者為微滑,
若超過 3 公分範圍則吾人即可感覺到腳跟的滑動,滑行距離太長的 話則身體之重心容易失去平衡而無法控制,以致發生跌倒之現象。
Perkins (1978) ; Strandberg & Lanshammar (1981); Leamon & Li(1990)等學者主張腳跟著地時滑行距離的長短是決定是否會造成 跌倒之主要因子,若滑行距離超過 10 公分,則會發生跌倒之現象。
腳跟著地後向前滑行的速度也會影響跌倒是否發生,若腳跟著地時滑 行速度超過 0.5 m/s,跌倒之可能性很高。
當走路時,腳與地面之接觸可分為三個階段(Perkins,1978 ; Strandberg & Lanshammar,1981):腳跟著地、腳掌貼地和腳尖離地。
在腳跟著地時,身體之重心位於前腳跟之後方,由於重心必須往前 移,前腳跟會對地面產生一個向前之推力。此推力若大於前腳跟與地 面間之摩擦力,則會產生向前之滑行;當前腳跟著地發生滑溜的情,
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身體於尋求平衡之過程中,腳踝關節將本能地迅速轉動,使鞋底與地 面完全接觸,以阻止滑溜繼續發生(Myung et al.,1993)。當滑溜速 度過快,以至於腳踝關節反應不及或摩擦力無法於滑行一定距離內停 止滑溜,則跌倒之機率大增。在腳掌貼地至腳尖離地期間,腳掌與腳 尖會對地面施予一向後之推力,此推力若大於腳底與地面間之摩擦 力,則會產生向後滑溜的傾向。
鞋底與地板間之摩擦力是探討防滑之主題,而摩擦係數是用來將 鞋底與地板間滑溜程度加以量化最主要之項目。摩擦係數愈低代表愈 滑 而 摩 擦 係 數 愈 高 則 愈 抗 滑 (Chang et al.,2001a; Chang et al.,2001b;Chang et al.,2001d)。靜摩擦係數 (μs) 常被用來評比 地 面 滑 溜 的 程 度 (Chaffin & Anderson, 1984; Strandberg &
Lanshammar,1979),因為它比較容易量測。Chaffin & Anderson (1984) 提到行走時,鞋與地板間的靜摩擦係數要在 0.5 以上才具有抗滑效 果。Irvine(1978)也主張鞋底與地板材料之設計應考量靜摩擦係數的 特性。
除了考量μs 以外,也有學者( Goldsmith,1986 ; Strandberg &
Lanshammar,1981)主張使用μd 作為防滑量測的項目,若μd 過高,
則即使滑溜也會在很短的時間內停止下來而不會造成跌倒。Perkins
& Wilson (1983) 與 Strandberg & Lanshammar (1981)等學者指出 在 正 常步 行 時, 動 摩擦 係 數最 小 需求 值 介於 0.15-0.30 之間。
Strandberg(1983)認為μd 在 0.2 以上較不會產生滑倒的情形;
Goldsmith(1986)認為μd 若小於 0.3 將容易產生滑倒,並主張μd 的防滑安全標準應定在 0.5 以上。
20 Pilla & Keith Vidal, 2001﹚。
2. 靜摩擦係數(SCOF)與防滑係數兩詞常互換使用。雖然靜摩擦係數 一詞較常用於理論及實驗室測試,而防滑係數一詞則包含現場測 試要觀察的數種變數(例如地板的污染物及鞋子表面)。雖然此類 測量早期多稱為靜摩擦係數,但目前多使用防滑係數。
防滑性能﹙slip resistance﹚係指地面可抑制行人腳﹙鞋﹚底 滑動之能力,其防滑性能之優劣則以防滑係數﹙slip index﹚衡量。
防滑性能量測方式,若以其量測原理劃分,主要可區分為下列三種方 式:
一、利用靜摩擦係數量測原理
使用拖橇式(dragsled)原理,物體開始滑動所需的水平拉力除以 物體質量(垂直重力)等於靜摩擦係數(如圖 2-2)。其公式為:
H/V=SCOF
其中 v 為荷重(與接觸面垂直方向之力),H 為水平方向之拉力
圖 2-3 表面靜摩擦係數量測方法
圖來源:「Pedestrian Slip Resistance」p.7 本研究翻譯
砝碼V 試驗靴 拉力計H
地板表面