第一節 整棟建築避難安全驗證法解說
一、計算概要
本章說明整棟建築物避難安全驗證法各種時間之計算方法,整 棟建築物避難安全驗證法包括計算樓層避難及計算整棟建築物全 部人員避難兩個步驟。驗證的計算流程如圖 4-1 所示,在避難開始 驗證前,先界定對象建築物的範圍,其次才依第三章第一節規定之 方法驗證樓層避難安全。
因此,整棟建築務避難安全驗證,第一階段為應用前章所說明 之避難安全驗證法先確認各樓層之避難安全。第二階段則先假設起 火空間,再計算整棟建築物全部收容人員避難至地面所需之避難開 始時間、到達地面之步行時間及通過地面出口所需時間之各階段避 難逃生所需時間之總和,另外亦要計算煙層侵入梯間或突破樓層之 時間,以確認避難逃生所需時間之總和是否小於安全容許之時間。
圖4- 1 整棟建築物避難安全驗證法之流程
全棟避難安全性能驗證
計算全棟避難完成時間(tescape)
計算全棟煙霧下降時間
確認全棟避難安全性能
二、假設起火空間
避難安全驗證法除對於發生火災居室機率低之居室外,其餘居 室皆應假設為火災可能發生之起火空間。至於各居室之火災假設則 與前章起火空間假設模式相同。
三、整棟建築物避難開始時間
發生火災之建築物,對於起火居室以外之場所,其所需之避難 開始時間包括火災覺知所需之時間及覺知以後開始避難行動之反 應時間的合計。至於起火居室以外場所之火災覺知時間,受到火災 訊息傳遞的影響,加上一般人員面對火災時,其判斷決策是否開始 進行避難行動的過程非常複雜,且會因人而異,因此,起火居室以 外場所之避難開始時間要以火災工學方法加以計算及預測非常困 難。所以整棟建築物避難開始時間之計算方法則和樓層避難開始時 間的計算方法相同,係依據建築物之用途及樓地板面積加以計算,
所以整棟建築物避難開始時間之計算公式如下所示。
(一)集合住宅、飯店等其他用途之場所(不包括醫院、療養院及 兒童福利措施等場所)
15 5 2 +
= floor
start
t A
(二)其他用途(不包括醫院、療養院及兒童福利措施等場所)
15 3
2 +
= floor
start
t A
start
t
從火災開始發生至建築物收容人員開始避難行動避難 之時間(分)floor
A
該樓層各居室及必須經過該樓層所設置之直通樓梯等 建築物各部分之總樓地板面積(m2)整棟建築物避難開始時間之計算式與第三章樓層避難開始時 間的基本考量要件相同,起火居室以外場所之避難開始時間會較
長,所以對於可能存在睡眠場所用途之時間採五分鐘,其他以外場 所則採三分鐘作為訊息傳遞延長所需之時間,並在於
A
floor 之計算 項採比樓層避難開始所需時間多了四倍。四、到達地面之步行時間
到達地面步行時間的計算基本上與到達直通樓梯出口所需的 時間之方法相同,也就是計算該建築物從各居室的位置至地面出 口間所需行經避難路徑各部分之步行距離總和,除以步行速度,
所求得之時間即為到達地面所需之步行時間。一般而言,最高樓 層之通過直通樓梯所需的垂直離最長,因此通常作為最遠步行距 離之位置,計算其最大之步行時間。
避難層起火居室部分之避難逃生通常為逃離地面起火居室,
直接通過出口就可抵達戶外安全處所;而整棟建築物避難則考量 人群需先經過樓梯,通過地面出口後,才能避難至建築物外部安 全處所,因此其步行時間的計算是指起火居室到達地面出口所經 路徑之避難時間。
=
∑ l v
t
travel max itravel
t
建築物內收容人員從建築物居室各位置到達地面出口所需 之步行時間(分)l
i 建築物居室內各位置到達地面出口(當該起火居室為地面 層,係指其他最大出口以外之通過地面出口之步行距離)之 步行距離(m)v
步行速度(m/分)(一)到達地面出口之步行距離
一棟多樓層之建築物,其到達地面出口之步行距離,
係指避難人員從所處之位置到達地面出口的路徑。建築結
構較簡單之場所,其到達地面之步行距離較容易求得,對 於少數具有複雜用途之場所,其步行距離則較難以求得,
實務上分別採下列三部分(如圖4-2)之最大步行時間計算:
1、各樓層部分:計算各樓層居室之任何位置到達直通樓梯 出口所需之最大步行時間。
2、直通樓梯部份:各樓層中之樓梯出口至至地面層樓梯出 口之最大步行時間。
3、地面樓梯的出口到達地面外部出口部分:避難層各居室 之任一位置及直通樓梯到達地面出口之最大步行時間。
圖4- 2 計算到達地面所需之步行時間
(二)步行速度
步行速度如表 3-2 所示,依建築物之用途,建築物各 部分之空間分類及避難方向的不同而有所差異。
五、通過地面出口所需之時間
通過地面出口所需時間之計算,與居室通過出口所需時間之計
自上層開始至避難層 之步行時間
算方法相同。但是全部避難人員可能會在出口前產生滯留之狀態,
通過出口所需之時間則為全部人員通過出口的時間(滯留解除的時 間),其計算式如下:
∑ ∑
=
d eff
area queue
B N t pA
queue
t
整棟建築物人員通過地面出口所需之時間(分)p
收容人員密度(人/m2)A
area 該建築物各部分之樓地板面積(m2)N
eff 有效流動係數(人/m 分)B
d 避難層以外樓層人員安全通過避難路徑出口寬度(m)上式的分子為建築物所有之收容人數,為建築物各部分的居室 收容人數計算結果之總和;分母為地面出口單位時間可通過出口之 人數,也就是地面出口有效流動係數及地面出口寬度乘積之總和。
(一)建築物收容人數
∑ pAarea
建築物的收容人數為建築物各部分的樓地板面積乘以 公告規定不同用途之收容人員密度所求得之值。可參照第三 章居室收容人數之合計。但是,透過地面直通出口就可避難 部分之居室,其面積除外,不用計算包括在整棟建築物收容 人數之內。
B
d 是指避難層以外樓層之主要避難路徑中通往地面出 口之寬度,也就是要和居室避難一樣考量整棟建築物人員避 難逃生至建築物外部的主要出口寬度。另外對於地面層直接 經過出口,可以直接避難至建築物外部之居室部分,也要以 樓層避難安全驗證法確認該居室人員之避難安全。(二)直通地面出口之寬度
B
d確認應用樓層避難安全驗證法,可以達到樓層避難安全
性能後,則開始要檢討整棟建築物人員通往地面出口,避難 層以外樓層之避難路徑的主要瓶頸點,例如圖4-3 避難層的 居室可以通過出口直接避難,其居室人員則不需藉由出口
B
d 逃生,但如圖4-4 避難人員則需利用出口B
d逃生,則其收 容人數就必須納入計算。圖4- 3 直接通往地面出口的居室
圖4- 4 直接通往地面之直通樓梯
居室避難人員直接利用 通往地面層之出口
避難層以外之避難者 可通往地面層之出口
(三)有效流動係數
N
eff有效流動係數考量通過地面出口的梯間樓地板面積,如 表 4-1 公式計算,但是該地面出口寬度低於 60cm 時,則其 有效流動係數為0。
表4- 1 有效流動係數
直通樓梯之樓地板面積 有效流動係數
∑
∑ Ast ≥0.25 PA
load之場所 N
eff =80
∑ Ast <0.25∑ PAload之場所 = ∑ ∑
∑ ∑
load st
st neck
eff
B pA
A N
320B
A
st樓梯間的樓地板面積總合(m2)p
居室收容人員密度(人/m2)A
load如不通往該地面出口就無法避難的建築物各部份樓地 板面積(m2)N
eff 有效流動係數(人/m 分)B
neck通往地面出口的樓梯寬度、地面或是通往安全梯出口寬 度中的最小值(m)B
st通往地面出口的樓梯寬度(m)通過地面出口場所之有效流動係數,其基本上與通過 樓梯出口的有效流動係數是採相同思考方式及計算方法,其 受到避難人員可能滯留於梯間樓地板面積所影響,如梯間樓 地面積小,可能產生滯留,造成樓梯內人員移動的滯留障 礙,因此有效流動係數就較小(如圖4-5)。
圖4- 5 依據樓梯間之樓地板面積及通往地面出口之寬度計算有效流動係數
○
1 梯間的樓地板面積較大的場所梯間樓地板面積較大之場所,可容納所有避難人 員,因此不會造成出口移動上之障礙,所以假設每個人 滯留所需面積為 0.25m2,全部收容人員所需的滯留面積 為0.25
∑ PAload,∑ Ast ≥0.25∑ PAload的場所,其樓梯內的
∑ PAload的場所,其樓梯內的
人員避難不會產生障礙,因此其有效流動係數為
=80
N
eff (人/m 分)○
2 梯間面積小的場所避 難 人 員 滯 留 於 梯 間 面 積 小 的 場 所 , 其
∑
∑ Ast <0.25 PA
load,因此造成避難人員於梯間避難之障
礙及滯留,其地面出口之有效流動係數之計算如下所
示:
∑ ∑
=
load st
st neck
eff
B pA
A N
320B
這公式是與通過梯間出口之有效流動係數的計算 公式相似,基本上有效流動係數,避難路徑採取通過地 面出口寬度與其瓶頸出口寬度的比值,乘上滯留面積與
樓 梯 間
避 難 層 以 外 之 樓 層 通 往 地 面 層 之 出 口 寬 度
實際人員滯留所需面積比值之乘積,以求出其有效流動 係數。通過地面出口之寬度,若為避難路徑上之出口為 最小值者,其則屬於瓶頸出口寬度,如圖4-6
B
neck之出口 寬度為B
3及通往出口寬度B
2為最小值,但圖4-7 所表示 則為通往地面出口有多個時,則依其樓梯最小部分,計 算其有效流動係數。圖4- 6 通往地面出口的樓梯寬度
圖4- 7 通往地面出口具有二處以上直通樓梯之場所
六、整棟建築物層煙層下降時間
六、整棟建築物層煙層下降時間