性能式設計

隨著都市型態漸漸轉變，建築物亦朝向規模大型化、樓層立體 化、構造特殊化、設備複雜化的趨勢發展。因此若不慎發生火災，

將造成許多人員的傷亡。因此基於對於人命及財務保全的觀念，為 避免火災發生時造成的傷亡以及財物損失，世界各國政府對於建築 物及其內部所需的消防設施都訂有相關的法規，以確保萬一火災發 生時能免除人員傷亡並減少財物損失。

對於建築物及消防設施相關的法規，早先各國大多是以量化的 型態行諸於條文，也就是說基於消防安全的考量下，在建築規範的 條文中是以明確的定量要求，來要求建築物完工後的外型、內部隔 間大小、建築材料及相關消防、避難設施等等，而相關的審核單位 也是以這些明確的定量要求來做為核發使用執照的依據，即為規格 式法規(prescriptive-based codes)。

但隨著時代的演進，不但建築物的種類日新月異，建築物所需 的建築材料及相關設施在這些年裡已有長足的進步。因此先進國家 對於建築物防火安全的規範，已經改變了傳統式的規格性規範 (prescriptive-based codes)，而逐漸的朝向以科學為基礎的防火安全工 程來加以研究，其可見到的成果即是將傳統的規格性規範逐漸轉換 為功能性規範(performance-based codes)。主要目標是希望在面對不 斷創新設計的新式建築物以及不斷改進的防火材料或技術時，能以 科學的方法來解決現有法規或標準無法去詳盡規範的建築物。並進 而使建築物在達到建築防火安全同時，也讓設計者能透過自由選擇

以採取彈性的防火安全措施。尤其近年來拜經濟成長所賜，陸續有 各種特殊的建築物出現在我們的四周，例如特別挑高中庭(往往超過 三、四層樓或更高)的大樓，具有巨型內部空間的建築(如巨蛋球場) 或者是大型的地下建築空間(如地下捷運站)等。因此如何檢驗這樣 建築物的防火性能，性能式設計更顯重要【2】。

1. 各國性能安全設計概要

世界各國對於建築、消防相關法規的規定，要求建築物防火安全 的最終目標不外乎包含了以下幾點【7】：

一、 防止起火及火勢擴大，減少生命財物損失。

二、 防護建築物不致因火災造成損壞與波及鄰房。

三、 提供消防搶救人員於執行救災時之必要設施。

四、 保證安全疏散，確保生命安全。

以下試以針對美國、英國、澳洲、紐西蘭、日本、瑞典及加 拿大等國之避難相關性能法規之安全設計案例探討分析之【4】。

一、 美國

美國截至目前並無統一的建築基準法，其國內主要採行之建築法 規包括Uniform Building Code（ICBO）、Southern Building Code

（SBCCI）、Basic Building Code（BOCA）、Life Safety Code（NFPA）、

New York Building Code 及 NFPA 5000 Building Code（2002），在這 樣的背景下，美國性能式法規的導入，目前是由美國防火協會

（NFPA）、國際法規委員會（ICC）、消防工程師協會（SFPE）等 單位投入研究。其重要精神在於各項性能明確化，並規範本身可繼績 維持某些規格式規定，故美國建築法規發展趨勢即便是「性能」取向，

但仍不屬於性能化規定【5】。

二、 英國

英國早在1993 年就發表了一系列性能式法規相關規定，包括定 義、性能要求、性能設計審查（ Qualitative Design Review, QDR）、

驗證程序以及各防火子系統的相關規定等，並要求制定送審認可基準 書【8】（Approved Document）。1994 年 BSI（British Standards Institution）

受委託著手編訂建築防火安全工程設計指南，而於1997 年提出草案 DD240【9】。在 2001 年，BSI 公佈標準 BS7974：2001（建築物設 計之防火工程原理應用—技術規範），並於 2002 年 12 月 31 日廢止 DD240，取而代之將是一系列防火工程設計次系統指南

（PD7974-0~PD7974-9）以及 ISO 系統之相關規定（Part 1~Part 8）。

以ISO/TR13387 法規【10】而言，它綜合建築物的廣泛設計與用 途，並考量火災、建築物和人員三者交互影響下造成多種的可能情 境，在評估建築物的設計上，與傳統/條例式的規定有所不同，不論 是新建或既有建築物均可應用，同時也為主管機關在建築物防火安全 設計上，提供一個具有彈性且可行的架構。

三、 澳洲【11】

澳洲是於1996 年 10 月公布建築規範（BCA96），並於 1997 年 至1998 年間，其境內 8 個州才開始陸續採用。其性能法規分為起火 蔓延、煙控、延燒擴大、火警探測與滅火、避難逃生及消防等六個子 系統（SS6），這與英國 BS 的分類類似，其設計案例可應用排煙設 備與空調設備、撒水設備與供水管路，共同納入安全性能之評估。

另外澳洲為執行性能式法規，其發展出CESARE-風險評估模 式，為一量化建築物消防安全系統的危險度評估模式，其中有關避難 逃生部分為人類行為模式（Human Behavior Model），該模式包括反

應次模式、疏散次模式、避難者分類、無逃生能力和意外死亡等，並 結合火災成長和煙蔓延模式，以使其能應用於性能法規之建築設計。

四、 紐西蘭【6】

紐西蘭於1992 年在建築法（Building Code）導入性能法規的概 念，1993 年將火災安全與避難的性能規定導入建築基準（Building Regulation），並於 1995 年正式將性能規定的目的與機能，明文規定 於建築法規（Building Code）。其在案例設計上需考慮樓梯的寬度、

探測警報設備、火煙的預測等評估其人命安全的指標值。

五、 日本

在2000 年 6 月，日本因頒布新修正建築基準法及其告示，其性 能式法規的執行向前邁進一大步。除採用以往之法定規格式基準 Route A 及以簡單的工程方程式計算檢討之 Route B 外，也可採用中 央主管機關所認定之高度驗證法進行指定性能之評估的Route C。其 中最使用的Route B 是採以簡單的工程方程式，以手算方法，實際應 用至各種設計例。其避難安全評估範圍分為居室、樓層及整棟建築 物，而避難安全結果的判定為確認避難者在未受火煙侵襲危害下，可 以安全的逃生至避難安全處所。日本這種方式較為簡易，也較容易理 解與應用。

六、 瑞典【8】

瑞典是從1994 開始實施性能式法規基準（BBR94），其設計應 用方式是考量偵煙探測器、撒水設備、警報設備及避難樓梯等影響人 命避難逃生安全之因子，並利用t-square 火災成長模式作為火源設 計，以CFAST 評估煙控，及應用 DETACT-T2 計算撒水設備的動作 時間，最後評估各種設備的動作率對人命安全的影響。

七、 加拿大

NRCC（National Research Council of Canada）建築研究所為加拿 大之法規主要推動單位，NRCC 所研發出的 FireCAM（Fire Risk Evaluation and Cost Assessment Model），用來評估建築物內人命安全 的指標期待值，再應用火災危害造成影響後之相對安全值的方法進行 評估。至於實際設計案例需要分析建築物耐火時間、各樓層有無相對 避難安全區、是否設有撒水設備，及是否遵守法規規範等，再以 FireCAM 評估避難安全結果，其驗證結果發現有無設相對避難安全區 對避難結果影響較大。

2. 我國性能安全設計概要

為了確保建築物避難安全，同時避免不必要的避難安全設施投資 浪費，法規的性能化設計是有其必要性的。我國建築法規的性能化設 計是參考日本建設省（現改為國土交通省）於2000 年 6 月公告新修 正避難安全檢證法所規劃訂定，為此，內政部於93 年 1 月 1 日台內 營字第0920088169 號令修正發佈「建築技術規則總則篇」第 3 條、

第3 條之 2、3、4 條文及「建築設計施工篇」第 3、4 章部分條文修 正，即是建築法規性能化的起始點。而依據修正發佈「建築技術規則 總則篇」第3 條、第 3 條之 2、3、4 條文及「建築設計施工篇」第 3、

4 章部分條文修正所制定的「建築物防火避難安全性能驗證技術手冊」

【3】即是我國避難安全性能驗證法之重要參考。其設計理念就是評 估建築物避難安全性能方向設計，以確保人員在遭受火煙侵襲前可以 完成避難行動。

該手冊採用國際火災工學相關學術及規範準則資料分析避難人員 能承受之煙層下降高度，推算出避難容許時間，然後再以調查歸類所 得之收容人員密度、步行數度、出口流量、居室面積、步行距離、出 口寬度等資料，依所建立之驗算公式推估避難完成所需之時間後，再

與避難容許時間比對，確認避難是否符合安全。