第二章 文獻回顧與探討
第三節 各國消防安全評估系統
一、美國 Fire Safety Evaluation System (FSES) (一) 簡介
FSES 由美國消防協會(NFPA)所開發,為一種提供建築避難安全性能評 價方法。發表於 NFPA 101A, Life Safety Code,為廣泛使用的規範之一,透過此 規範可判定建築應具備的最小防火安全等級。
FSES 可為某種使用類型的建築,提供一個多元的防火安全參數評估法 (multiattribute approach)以評定與現行規範(NFPA 101)之間等價關係。
原始的 FSES 是開發給照護機構(health-care)當作一個防火安全評估方 法,以幫助管理者評估州政府法規需求。FSES 現在不僅用在照護機構,亦用在 管訓機構、照護所、商業用途建築及教學場所。
(二) 評估因子
以商業用途類的 FSES 為例,共設定 12 項評估因子,每一個評估因子依評 估對象條件給予評價值。使用者可對照 NFPA 101 計算相關的評價值給予評分。
從評估因子的評價最小值與最大值的差價(Spread)可以得知其相對重要性。差值 愈大代表其影響評價結果大,愈小反之,各參數評價值及差值如表 2-6 所示。
1. 評估因子權重分析
在這 12 個評估因子中,主要可歸類為兩大類:火災控制及避難出口,其各 因子防火安全的重要性可從因子的參數差值中比較之,參數的差值或可以作為因 子重要性的比較方法。從表 2-7 可知各參數差值從低至高的排列,前 5 個參數差 值和佔總分數 94 分中的 63%,後 7 個佔 37%。
表 2- 6. FSES-商業使用評價參數
參數(Parameter) 最小值 (Min)
最大值 (Max)
差值 (Spread) 1. 構造 (construction) -12 2 14 2. 災害隔離 (segregation of hazards) -7 0 7 3. 垂直開口 (vertical openings) -10 1 11 4. 撒水(sprinklers) 0 12 12 5. 火災警報 (fire alarm) -2 4 6 6. 煙偵知器 (smoke detection) 0 4 4 7. 室內裝修材 (interior finish) -3 2 5 8. 煙控 (smoke control) 0 4 4 9. 出口路徑 (exit access) -2 3 5 10. 逃生路徑 (Egress Route) -6 5 11 11. 走廊/居室區隔 (corridor/room separation) -6 4 10 12. 緊急應變程序 (occupant emergency program) -3 2 5
總計 -51 43 94
(資料來源:John M. Watts, Jr., Analysis of the NFPA Fire Safety Evaluation System for Business Occupancies, 1997.)
表 2- 7 FSES-商業使用評價參數差值排列
參數(Parameter) 差值 百分比 1. 構造 (construction) 14 15 4. 撒水 (sprinklers) 12 13 10. 逃生路徑 (Egress Route) 11 12 3. 垂直開口 (vertical openings) 11 12 11. 走廊/居室區隔 (corridor/room separation) 10 11 2. 災害隔離 (segregation of hazards) 7 7 5. 火災警報 (fire alarm) 6 6 7. 室內裝修材 (interior finish) 5 5 9. 出口路徑 (exit access) 5 5 12. 緊急應變程序 (occupant emergency program) 5 5 6. 煙偵知器 (smoke detection) 4 4 8. 煙控 (smoke control) 4 4
總計 94 100
(資料來源:John M. Watts, Jr., Analysis of the NFPA Fire Safety
Evaluation System for Business Occupancies, 1997.)
2.評估因子重點概要說明
針對 12 項評估因子之評估內容逐一探討,以理解各因子對防火安全之影 響、定義與評估考量重點。各項評估因子及權重詳表 3。
(1) 構造 (construction)
依 NFPA 220 Standard on Types of Building Construction 定義中的類別,區分為不 燃與可燃構造,並依樓層數及高度給予相對分數。可燃且高樓層者分數最低 (-12),不可燃低樓層者分數較高(2)。
(2) 災害隔離 (segregation of hazards)
此參數評價有四個步驟(以最脆弱及危險的區域為評價值):
A. 步驟 1: 定義災害區域(Identify Hazardous Areas),災害區域可能在任何空間或 區劃,如儲存間或其它非常態使用的空間,但具火災潛存風險。
B. 步驟 2:判定災害等級(Determine the Level of Hazard),2 個災害等級:結構性 的危害及非結構性的危害。
C. 步驟 3:判定防火措施(Determine the Fire Protection Provided)
考量兩種不同形態的防火措施。第一種為自動撒水系統或其它適當的 滅火系統;第二種為防火區劃。
D. 步驟 4:判定缺點等級與參數評價。如表 2-8 所示。
表 2- 8.危險分析/缺點等級
無 撒水設備 防火區劃 撒水設備 防火區劃
無結構危險 一項缺點 無缺點
有結構危險 兩項缺點 一項缺點 無缺點
(資料來源:NFPA101A, 2004)
*完整的區劃及足夠的耐燃等級
當評估結果為兩種缺點且暴露在避難逃生(出口)路徑為最低分(-7),無任何 缺點為最高分(0)。
(3) 垂直開口 (vertical openings)
垂直開口包括樓梯、管道間等,評價的標準在於是否有獨立防火區劃及其耐
燃時效。當垂直開口未完整區劃且連接樓層超過 5 樓以上分數最低(-10),完整區 劃且防火時效達 1 小時以上分數最高(1)。
(4) 撒水頭 (sprinklers)
依設置含概範圍評分,無設置及僅設置於走廊為最低分(0),全棟設置且為 快速反應型撒水頭為最高分(12)。
(5) 火災音響警報 (fire alarm)
火災警報依有無設置、使用條件及設備機能為評分基準,無設置且場所具高 度使用載量(occupant load)為最低分(-2);設置火災警報設備並具訊號轉達消防隊 功能,為最高分(4)。
(6) 偵煙探測器 (smoke detection)
偵煙探測器依有無設置及設置範圍為評分基準,無設置為最低分(0);全棟 設置為最高分(4)。
(7) 室內裝修材 (interior finish)
室內裝修材影響火災延燒率(Flam Spread Ratings ),依 NFPA 101 檢視裝修 材。評估出口路徑及居室材料火災延燒率,兩者均大於 75 小於 200 為最低分(-3);
兩者均小於或等於 25 為最高分(2) (8) 煙控 (smoke control)
煙控依有無設置及設置方式為評分基準,設置方式分為,主動式(排煙設備) 或被動式(防煙區劃)。無設置為最低分(0);設置主動式為最高分(4)。
(9) 出口路徑 (exit access)
出口路徑依是否有死巷及步行距離為評分基準。有死巷且長度大於 75ft 小於 等於 100ft(約 30m)為最低分(-2);無死巷逃生步距小於 50ft 為最高分(3)。
(10) 避難通道 (Egress Route)
避難通道依單一避難動線、兩個以上的避難動線及其區劃防護狀態或直接逃 生出口為評分基準。單一避難動線為最低分(-6),直接逃生出口為最高分(5)。
(11) 走廊/居室區劃 (corridor/room separation)
此項目之評估基準在於房間與走廊之區劃狀態(等級)。居室與走廊區劃不完 整(開口無門)為最低分(-6);居室直接通往出口(無需經過走廊)為最高分(3)。
(12) 人員應變計畫 (occupant emergency program)
此項目依每年防火演訓次數為評估基準。0 次為最低分(-3),大於 2 次為最 高分(2)。
(三) 評估步驟
FSES(商業類型)評估作業程序共有五個步驟程序:
1. 步驟 1:完成評估表單 8.6.1。
2. 步驟 2:依工作表單 8.6.2,判定各單項安全評估值。
3. 步驟 3:依工作表單 8.6.4,判定規範需求(Mandatory Requirements)值。
4. 步驟 4:依工作表單 8.6.5,評價防火安全等價差值。
5. 步驟 5:依工作表單 8.6.7,檢核防火安全等級是否至少同等於規範需求 (Mandatory Requirements)值。工作表單 8.6.7 結合防火安全評價表 8.6.5 及額外的考量表 8.6.6。
表 2- 9 FSES 商業類防火安全評估表單
表 8.6.1 商業類防火安全評估表單
場所用途認定 評估者 日期 註記
表 8.6.2 安全參數
安全參數 參數值
1.建物 不燃物 可燃物
NFPA 220 建物構造類型
類型 I (433)或(332)
類型 II(222)
類型 II (111)
類型 II (000)
類型 III (211) (200)
類型 IV (2HH)
類型 V (111) (000)
1 樓 0 0 0 0 -1 0 0 -1
2 樓 2 2 -4 0 -2 0 0 -4
3 樓 2 2 -6 0 -6 0 0 -12
4~5 樓,但在 75 呎以下 2 2 -10 0 -12 0 -3 -12
大於 5 樓,但在 75 呎以下 2 2 NV 0 NV 0 -6 NV
大於 75 呎,但未達 150 呎 2 -1 NV 0 NV 0 NV NV
150 呎以上 2 NV NV 0 NV 0 NV NV
2.災害區劃方式 出口型式 避難路徑規劃
兩項缺失 一項缺失 兩項缺失 一項缺失 無缺失
-7 -4 -4 0 0
3.垂直開口 開口(或不完全的密閉) 密閉
Connects5or
More Floors 4Flrs. 3Flrs. 2Flrs. <30min
30min
To 1 hr >1hrg
-10 -7 -4 -2 -1 0 1
4.撒水設備
無 只有走道
走道和大廳以外 整棟
標準型 快速反應型 標準型 快速反應型
0 0 4 6 10 12
5.火警警報系統 無 無與消防隊直接連線 有與消防隊直接連線
無語音通訊系統 具語音通訊系統 無語音通訊系統 具語音通訊系統 0(-2)k 1(0)k(-1)p 2(0)P 2(1)K(-1)P 4(2)P
(續下頁)
表 8.6.2 安全參數
>75ft
to≤100ft >50 ft(20ft)h to≤75ft >200ftc to<400ft
>100ft
to 200ftc >50ft
to 100ft ≤50ft
-2d -1 -1 0 1 3
i 單一出口與符合 38.2.4.2 和 39.2.4.2(NFPA101) j 如果安全參數 4 <10 得 3 分。
k 符合下列狀況:
(a)≥在出口樓層以上兩層樓。
(b)人員≥50(既有建築≥100)在出口層之上。
(c)整棟建築人員≥300(既有建築≥1,000) 。
表 8.6.3 單獨安全評估
(資料來源:NFPA101A, 2004)
二、美國Wisconsin評估系統 (一) 簡介
Wisconsin Administrative Code -Chapter ILHR 706,為美國威斯康辛州為針對歷史建築 訂定之相關規範,其中第4節為建築評估法(Building Evaluation Method)。這個系 統藉由從威斯康辛州主要建築規範中比較17個建築安全因子,評估歷史性建築的 人員生命安全(life safety)。
(二) 評估因子
Wisconsin 評估法,共設定 17 項評估因子,每一個評估因子依評估對象條件 給予評價值。從評估因子的評價最小值與最大值的差價(Spread)可以得知其相對 重要性。差值愈大代表其影響評價結果大,愈小反之,各參數評價值及差值如表 2-10 所示。
1. 評估因子權重分析
在這 17 個評估因子中,主要可歸類為兩大類:防火安全(Fire Safety)及避難 (Means of Egress),兩者為整體防火安全。
防火安全包括影響建築安全之因子,如結構耐火性、火警自動警報設施(偵 測及警報)、火災抑制特性;避難安全包括影響避難逃生安全之因子。
其各因子防火安全的重要性可從因子的參數差值中比較之,參數的差值或可 以作為因子重要性的比較方法。從表 2-11 可知各參數差值從低至高的排列,前 7 個參數差值和佔總分數 140 分中的 57%,後 10 個佔 43%。
6 Wisconsin Administrative Code, chapter ILHR 70, “Historic Buildings,” Madison: Department of Industry, Labor, and Human Relations, 1995.
表 2- 10 Winsconsin 評估因子權重與差值
評估因子(Parameter) 最小值 (Min)
最大值 (Max)
差值 (Spread) 1. 樓層 (number of stories) -5 10 15 2. 建築樓地板面積 (building area) -5 5 10 3. 建築防火區劃等級 (Building Fire−Resistance
Rating Based on Fire Separation Distance) -2 2 4 4. 頂(閣)樓(防煙)區劃 (Attic Draftstopping and
Compartmentalization) -5 3 8 5. 防火填塞(Fireblocking) -5 0 5 6. 用途區劃 (Occupancy Separation) -5 2 7 7. 垂直開口 (vertical openings) -3 1 4 8. HVAC(暖氣、通風、空調) 系統 (HVAC
systems) -10 5 15
9. 偵煙探測器(Smoke Detection) 0 5 5 10. 火警音響警報 (Fire Alarms) -5 5 10 11. 煙控 (Smoke Control) 0 10 10 12. 出口 (Exits) 0 5 5 13. 死巷 (Dead Ends) -5 0 5 14. 最長步行距離(Maximum Travel Distance) -5 5 10 15. 緊急照明、電源系統 (Illumination Emergency
Power) -5 2 7
16. 電梯管控 (Elevator Control) -4 4 8 17. 撒水頭 (Sprinklers) -5 7 12
總計 -69 71 140
(資料來源:本研究整理)
表 2- 11 Winsconsin 評價參數差值排列
參數(Parameter) 差值 百分比 1. 樓層 (number of stories) 15 10.5 8. HVAC(暖氣、通風、空調) 系統 (HVAC systems) 15 10.5 17. 撒水頭 (Sprinklers) 12 8 2. 建築樓地板面積 (building area) 10 7 10. 火警音響警報 (Fire Alarms) 10 7 11. 煙控 (Smoke Control) 10 7 14. 最長步行距離(Maximum Travel Distance) 10 7 4. 頂(閣)樓(防煙)區劃 (Attic Draftstopping and
Compartmentalization) 8 5.5 16. 電梯管控 (Elevator Control) 8 5.5 6. 用途區劃 (Occupancy Separation) 7 5 15. 緊急照明、電源系統 (Illumination Emergency
Power) 7 5
5. 防火填塞(Fireblocking) 5 4 9. 偵煙探測器(Smoke Detection) 5 4
12. 出口 (Exits) 5 4
13. 死巷 (Dead Ends) 5 4 3. 建築防火區劃等級 (Building Fire−Resistance
Rating Based on Fire Separation Distance) 4 3 7. 垂直開口 (vertical openings) 4 3
總計 140 100
(資料來源:本研究整理)
(三) 評估內容與步驟 1. 評估步驟
Wisconsin 評估法評估作業程序共有五個步驟程序:
1. 步驟 1:完成各項評估表單(共 17 項),詳表 2-12~表 2-28。
2. 步驟 2: 依防火安全(Fire Safety)、避難安全(Means of Egress)、整體安全 (General Safety )三個評估類型填入各項對應分數,詳表 2-29。
3. 步驟 3:總計三項評估類型總分,少於 0 者代表其不符法定安全評估值。
2. 評估因子評估重點概要說明
針對 17 項評估因子之評估內容逐一探討,以理解各因子對防火安全之影 響、定義與評估考量重點。
(1) 樓層數 (Number of Stories)
此評估項目依法規(IBC7)所允許的最高樓層數量檢討,超過法定規範為最低 分(-5),低於法定規範為最高分(10)
表 2- 12 樓層數
樓層數量(number of stories) 評價值(numerical value)
每層超過法規所允許的最高樓層數量 -5
建築樓層已達現行法規允許的最高樓層數量 0
建築現有樓層低於現行法規所允許的樓層數量 +5 (最高數值= +10)
(資料來源:Wisconsin Administrative Code, chapter ILHR 70, 1995)
(2) 建築樓地板面積 (Building Area)
此評估項目依法規(IBC)所允許的建築面積範圍檢討,超過法定規範允許範 圍的 150%為最低分(-5),低於允許範圍的 50%為最高分(5)。
7 IBC:International Building Code
表 2- 13 建築樓地板面積
建築樓地板面積 (Building Area) 評價值(numerical value)
超過現行法規允許範圍的 150% -5
允許範圍的 131% - 150% -4
允許範圍的 121% - 130% -3
允許範圍的 111% - 120% -5
允許範圍的 90% - 110% 0
允許範圍的 80% - 89% +2
允許範圍的 70% - 79% +3
允許範圍的 50% - 69% +4
少於允許範圍的 50% +5
(資料來源:Wisconsin Administrative Code, chapter ILHR 70, 1995)
(3) 建築防火區劃等級 (Building Fire−Resistance Rating Based on Fire Separation Distance)
此評估項目依法規(IBC)所設定的外牆防火等級,低於法定規範等級為最低 分(-2),高於法定規範等級為最高分(2)。
表 2- 14 建築防火區劃等級
建築防火區劃等級 (Building Fire−Resistance
Rating Based on Fire Separation Distance) 評價值(numerical value)
防火區劃等級小於現行法定規範 -2
防火區劃等級符合法定規範 0
防火區劃等級高於法定規範 2
(資料來源:Wisconsin Administrative Code, chapter ILHR 70, 1995)
(4) 閣樓(防煙)區劃 (Attic Draftstopping and Compartmentalization)
此項目評估頂(閣)樓有無(防煙)區劃及設置區劃設施(Draftstopping),無區劃 但需要為最低分(-5);區劃面積小於規範面積的 25%為最高分(3)。
表 2- 15 建築防火區劃等級
閣樓(防煙)區劃 (Attic Draftstopping and
Compartmentalization) 評價值(numerical value)
無區劃但需要 -5
區劃面積未超過規範的 10% 3
符合規範的區劃面積 0
區劃面積小於規範面積的 25% 3
(資料來源:Wisconsin Administrative Code, chapter ILHR 70, 1995)
(5) 防火填塞(Fireblocking)
此項目評估頂防火填塞設置狀況,無防火填塞為最低分(-5);符合現行規範 為最高分(0)。
表 2- 16 防火填塞
防火填塞(Fireblocking) 評價值(numerical value)
無防火填塞 -5
地下室及閣樓或其它可進入空間具防火填塞 -3
符合現行規範 0
(資料來源:Wisconsin Administrative Code, chapter ILHR 70, 1995)
(6) 用途區劃 (Occupancy Separation)
此項目評估用途區劃狀況,無用途區劃(但需要)為最低分(-5);符合現行規 範且大於法定值 1 小時耐燃等級以上為最高分(2)。
表 2- 17 用途區劃
用途區劃 (Occupancy Separation) 評價值(numerical value)
無用途區劃,但需要 -5
具區劃,但小於法定值 2 小時耐燃等級以上 -4 具區劃,但小於法定值 1 小時耐燃等級以上 -2
具區劃,但小於法定值 2 小時耐燃等級以上 -4 具區劃,但小於法定值 1 小時耐燃等級以上 -2