第二章 國外防火安全工程技術規範與標準發展現況
第二節 日本防火安全工程技術規範與標準發展現況
由劉慶男、丁育群[6]研究所整理,1996 年3 月26 日,由建設省、法務省、
厚生省、通商產業省所共同發表之「降低住宅建設成本之緊急重點計畫」當中,
由於規格式規定阻礙材料及構造方法之選擇自由、妨礙降低住宅建設成本,在此 前提之下,日本建築基準法實施大修正廢除舊有第38條規定提出將建築基準改為 性能化規定之概念,以降低住宅建設成本,2000.6 確定技術的細項並且告示開 始以性能法規。
建築法規「性能化」成為社會議題,始於橋本首相(橋本龍太郎)訪美時之 行動計畫,主要著眼於積極引進包括海外建築技術之建築相關技術,以減低建築 成本為重點。性能化規定除了規定性能之外,也規定了驗證該性能之試驗和分析 方法。
建築基準法中關於建築構造、防火、避難、建築設備等相關技術基準,均定 有規定。這些建築法令之技術基準,又可分為「規格式規定」與「性能規定」兩 大類。
「性能規定」表示建築物、建築空間或局部,其相關物理性質之「性能」,
並規定其必要之性能數值。為達到性能規定,可以不計手段與方法;原則上,只 要能滿足性能要求,各種計畫、構造都可以實現。由於如此,可實現多樣化的設 計,並擅於因應各種新材料、新技術,相關之技術基準可以有極大之彈性空間。
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但僅規定必要之性能數值,並不能簡單地分辨各設計案是否滿足性能規定。
因此亦需建立判別其性能是否符合規定之「試驗方法、解析方法」及「判定 方法」;就上述問題事先充分準備,以期在技術面及社會環境,對於上述之試驗、
解析、判定技術得以順利推動。
建築基準法修正後,已形成「性能、規格並存」之法規架構,原則上,法規 體系將改為性能化規定,但不可能所有規定都可改為性能規定,部分內容仍將以 規格規定之形式留存。尤其是關於防火安全及環境衛生之規定,不可能均訂定一 定數值,完全改為性能化規定。如同前述,要改為性能規定必須具備以下各項條 件:
a.所要求之性能項目,必須清楚明白 b.測試性能之物理數值,必須清楚明白 c.測試性能之具體條件,必須清楚明白 d.實務上能夠實際測試其性能
e.法令基準之規制數值,應得到社會之認同
以上關於規格式及性能式並存之法規架構,如圖2.1所示。
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能要求之「性能評估法」中,訂定具備該性能之具體規格,以及可達到該性能之 標準設計方法等等,一般稱之為「視同符合性能之規格」、「適合規準書」或「承 認規準書」,採用此種方法設計時,無需再實施性能驗證。
上述規準書之內容,相當於原有之規格式規定。但規格式規定屬於法令規定,
具有強制力;「視同符合性能之規格」之類則屬於性能要求之標準範例,雖可提 供作為設計之準據,但並不具有強制性,可由設計者或業主自由選用。
依據性能法規之設計步驟
(1)法令當中針對建築物及其局部所定應具備之性能、驗證是否達到該性能之標 準方法(試驗方法及分析方法),以及視同符合該性能之規格範例。每個設 計案針對許多性能規定,設計時可以選擇「通過性能驗證」,或依據「視同 符合性能之規格」進行設計2 種方式,由設計者自行決定。而藉由哪種方式 達到性能要求,設計步驟也會因此有所不同。
(2)設計步驟之進行,首先需先設定設計目標及限制條件,相對於該目標及條件,
再設定建築計畫、架構、材料等,最後尚需確認建築計畫等是否符合目標及 條件。設計就是不斷重複檢討這些步驟來進行。
(3)若簡化設計步驟,可以下述三項表示之:
①設定目標及限制條件
②規格之設定
③驗證規格是否能達到目標及法規條件之要求
(4)法令當中會明文規定性能驗證之試驗方法及分析方法,或「視同符合之規格」
之標準範例。此外,也有許多通過「認定」之例外案例,設計時應充分掌握 這些資訊。
(5)依據「視同符合性能之規格」設計時
①設計步驟其實與依據規格式規定設計相同。也就是說,規定中已經設定目標 之性能,只要依據「視同符合性能之規格」設計,就可得到滿足該性能之規 格。實際上,「視同符合性能之規格」就是設計目標。設計者以此設定上述
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步驟 之規格,同時也進行了步驟之驗證。
②但「視同符合性能之規格」只是具備該性能範例之一,若無法與設計理念相 融合,可改用他種「視同符合性能之規格」設計之,或轉換為以下將說明之 性能驗證方式。反之,若依規格式規定設計,就無法如此變通,因為設計者 必須遵照規定中之規格進行設計。
(6)選擇通過性能驗證設計時
①其步驟與依據規格式規定設計,可謂大不相同。在步驟②設定好規格後,
必須檢驗其是否符合步驟① 之目標;藉由試驗及分析,確定具備該性能之 後,才能進行下一步驟。若未達到性能目標,就必須回到步驟② ,重新設 定新規格。
②在設計實務上,試驗及分析等性能驗證方法應該是家常便飯。針對各種目 標及限制條件,分析設計之內容是否滿足性能目標,也可以看成是一種法 令要求外之設計行為。
S.M. Lo7探討香港及日本防火安全工程性能設計發展,日本建築基準法基本 上分為3個部分:
(1) 通則
(2) 建築法規,及 (3) 都市計畫法規
通則規定的行政規定,如證明符合要求措施等,建築法規規定結構安全、防 火安全及衛生要求,都市計畫法規規定土地利用規劃要求如建築高容積形狀 控制、防火區域及其他限制,表2.1為建築法規系統及表2.2概述過去十年BSL 發展。
7 S.M. Lo, L.J. Gao and K.K. Yuen,THE DEVELOPMENT OF PERFORMANCE-BASED FIRE SAFETY ENGINEERING DESIGN IN HONG KONG AND JAPAN,International Journal on Engineering Performance-Based Fire Codes, Volume 9, Number 3, p.133-139, 2007.
20 (verification)方法
3. 性能方法-建築設計者必須證
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日本採用避難安全驗證法的替代式設計自實施以來,根據新基準性能設計實 施案例不斷增加,設計者對於相關的性能式法規也產生了一些意見及評論。
水上 点晴8在"建築物防火區劃設計風險評估及性能設計技術"一文中,指 出在日本建築領域1990年代末期隨著社會趨勢作放寬調整,1998年建築基準法進 行性能化規定。但,2005、2007年持續對於耐震、耐火真相隱瞞問題起反作用,
隨之可見建築確認審査的嚴格、僵硬化以及規格規定,與當初目的似乎在相反方 向擺動。原因之一,在性能規定化的深奧的個別對應及放寬調整的工學理論不足,
再者, 從規格替代獲得的性能,只限防火設計者、技術者理解的語言, 沒有被 呈現為可由一般市民能夠理解的性能,防火安全性積極的討論動機認為是欠缺的,
如圖2.2。
資料來源:水上 点晴"建築物防火區劃設計風險評估及性能設計技術"
圖2.2 日本建築基準法性能規定化之流程
何明錦9「建築防火性能設計研習行程」出國報告中,於拜訪萩原 一郎博士 對於日本防火性能檢證相關問題提出討論,萩原博士係日本推動建築物性能防火 設計技術的重要人士之一,參與國土交通省「防火關係指針編集委員會」,且為
「避難關係指針編集工作小組」召集人,於 2001 年完成「避難安全檢證法之解 說、計算例及其解說」一書,成為日本建築物性能防火設計技術的聖典,本所於
8水上 点晴,"建物の防火区画設計におけるリスク評価と性能設計手法",日本建築研究所 BRI-H25 講演会テキスト。
9何明錦、蔡綽芳、雷明遠、蘇鴻奇,「推展智慧城市與都市防災先期計畫」之「建築防火性能設 計研習行程」出國報告,內政部建築研究所,2016。
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2004 年亦參考該書編定「建築物防火避難安全性能驗證技術手冊」,該手冊現為 我國建築物防火避難性能設計及綜合檢討評定業務必要之參考工具書,國內業有 約 500 案建築物參考應用。
請教萩原博士有關日本性能設計有關驗證及評定作法,概有幾項可供我方參 考:
(1)在日本採性能設計方式(所謂 Route-C)的範圍,可以是全棟建築物或 某單一樓層。舉例,全棟建築物可依使用特性分層採用一般傳統方式 (Route-A)、檢證法方式(Route-B)或性能設計方式(Route-C)。
(2)使用「避難安全檢證法之解說、計算例及其解說」之煙層高度及避難 時間計算法,如運用於採用 Route-B 方式的案例,則必須依該書完成 煙層下降時間及完成避難時間之計算,倘運用於採用 Route-C 方式的 案例,則煙層下降時間或完成避難時間之計算可採用其他方法,如採 用電腦模擬程式評估,但必須經過審查委員會同意後為之。
(3)對於火災或人員避難電腦模擬程式的使用,在日本設計方會應用作為 初步設計評估用,但正式提出案件審查時不會採用電腦模擬結果,至 多當作補充資料,仍然會使用普遍接受的工具所計算得到的結果作為 正式提送資料。所謂普遍接受的工具係指上揭 Route-B 檢證法之煙層 下降時間計算法、人員完成避難時間計算法,如特殊空間的煙層蓄積,
則另採用日本建築研究所 BRI-2002 簡易二層法。其原因係一般電腦模 擬程式裡有太多假設前提條件過於單純,不足以反映真實情況,或者 是電腦程式有許多未透露用途目的的原始碼,只有設計者清楚,旁人 難以檢核其正確性。因此在日本即使是歐美已常使用的電腦模擬軟體,
其模擬結果仍然受到質疑。
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