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4-3 案例避難計算探討

4-3-1 案例避難計算樓層選定與避難分區

在案例避難計算中,首先需針對所調查的 A、B、C 三棟複合使用大 樓進行避難計算樓層之選定,選定之避難計算樓層主要考量為:

1.具有該複合用途建築物中單一樓層樓地板面積全數單一用途使用,而 與其他樓層複合者(層間複合型態)。

2.單一樓層中含有不同類別或跨組複合且複合之夜種類別最多者之樓 層(層內複合型態)。

3.具有建築物使用分類中相對使用用途危險性較高之類別業種特性者。

4.收容人口密度較高之樓層或不特定人員數量眾多之樓層。

5.選擇動線不明確,且多轉折有安全疑慮之樓層。

6.除避難層以外之標準樓層。

依據上述避難計算樓層之選定原則,本研究依序選定案例 A、B、C 中之避難計算樓層(圖 4-8~圖 4-14),並且依照各樓層單位空間之避難 逃生路徑,劃分各避難計算樓層之避難分區。以日本建築中心發行之「建 築物綜合防火設計法-第三卷」 避難安全設計法為依據,將本研究實態 調查中所得之各空間人員密度、人員自由步行速度、居室出入口寬度、

通道寬度及樓梯出入口寬度等數值,載入電腦程式中進行避難計算,依 照計算所得結果,進行各樓層避難分區之避難安全評估,其計算及評估 結果如表 4-10~表 4-12 所示。

【案例 A】

圖 4-8 案例 A(2F)避難動線分區圖

圖 4-9 案例 A(6F)避難動線分區圖

【案例 B】

圖 4-10 案例 B(B1F)避難動線分區圖

圖 4-11 案例 B(2F)避難動線分區圖

圖 4-12 案例 B(4F)避難動線分區圖

【案例 C】

圖 4-13 案例 C(2F)避難動線分區圖

圖 4-14 案例 C(7F)避難動線分區圖 4-3-2 避難開始時間

在避難開始時間的假設中,感知時間(Td)係根據「消防法各類場 所消防安全設備設置標準」第 125 條規定:受信總機、中繼器及偵煙式 探測器,有設定蓄積時間時,其蓄積時間之合計,每一火警分區不得超 過 60 秒。而驅步前往時間(Tr)係根據各案例在起火點的假設當中,

假設起火點位於管理人員步行距離最遠處時其到達所需之時間。有關各 案例之避難開始時間整理如表 4-9 所示:

表 4-9 各案例計算之避難開始時間

T=Td+Tr+Ta+Tc+Tw 185 145 180

4-3-3 避難行動所需時間計算與評估

44.3 229.3 Fail A

第二區 A2-1 60.61 1.32

通道=3.4 居室出口=1.6 樓梯入口=1.4

44.0 229.0 Fail

第三區 A3-1 122.46 1.71

通道=2.0 居室出口=1.5 樓梯入口=1.5

95.2 280.2 Fail

第四區 A4-1 33.75 1.63

A3-2 住宅 116.2 0.03

樓梯入口=1.5 49.7 229.7 Fail

第一區 A1-1 住宅 101.14 0.05 居室出口=0.8

檢討目前法規規定對於人口密度值之規定僅見於「各類場所消防安 全設備設置標準-160 條」中有所規定,且仍偏重於對設備設置要求的規 定,但在避難設施的對應上並未明確的規定於相關法規中。

由現行建築物辦理變更使用原則表中可以得知,目前法規對於建築 物使用進行變更時,以建築物使用分類表之分類項目,作為變更時規定 項目檢討與否的依據。高強度使用作為低強度使用,其危險指標降低,

且無涉及其他相關法規之限制者,辦理變更使用執照,有關項目免檢 討。同類跨組變更或跨類變更,其危險指標之檢討僅涉及部分項目者,

辦理變更使用執照,僅就規定項目檢討。其他類型之變更使用執照,仍 需依有關規定全部檢討。上述之變更原則即為考量不同使用類型建築物 中收容人口強度之差異性,但有關各類型建築物實際收容人口之規定,

則應對應各類不同之容社用途,建立相關用途的質與量分類,以避免未 考慮使用密度之複合使用的避難設施量相關問題。

4-3-4 案例計算結果之探討

(一)避難安全之意義

根據英國學者 Marchant 所提出的避難逃生理論可以知道,避難安 全對於避難逃生而言即為一場時間的競賽,當火災發生時若能在容許時 間甚至愈短的時間內逃離火場,則避難人員人命安全的機率也就愈大,

反之則人命遭受到的威脅愈大。所以要確保避難安全,即應能夠在欲短 的時間內逃離災害現場。因此避難安全之意義,即是當火災發生時,避 難者能夠隨當時現場之實際狀況以及對應心裡的反應,藉由相關之防火 避難設施,在避難容許之時間內能夠避難逃生至絕對安全區域的避難行 為過程。

(二)影響避難安全之相關因子 1.避難逃生設施影響因子

建築物之避難逃生設施,主要係由出入口、樓梯與走廊間之串連共 同構成提供避難者逃生至安全區域之避難路徑。使用者及利用此避難路

徑進行避難逃生之行為。因此避難逃生設施的質與量便攸關整個避難逃 生路徑之構成型態,也會因構成之型態而影響到避難安全性,因此有關 避難逃生設施單元影響避難安全之探討主要為:(1)避難逃生設施單元 的質與量分析、(2)避難逃生設施路徑型態探討、(3)避難設施與複合 使用之現狀。

2.避難時間影響因子

由現行法令與避難計算評估公式之整理,可以得知影響避難逃生時 間之因子主要如下:

(1)使用人口數:主要與面積及避難人口密度有關。

(2)出入口之有效寬度:含居室出入口、與樓梯間出入口。

(3)走廊寬度與距離:含走廊之有效竟寬度與走廊之最短步行距離。

(4)人員步行速度:主要即為反應避難人員之行動屬性特性。

(三)人口密度與避難行動時間之關係

圖 4-15 與 4-16 為人口收容密度對於避難行動時間之影響關係,重途中 可以得知,各案例避難分區之避難行動時間會隨著人口密度之增加而呈 現正比之情況。但在單體建築物內由於收容不同之複合業種,因此相對 應於避難容許時間,會有不同之最大人口密度值之限制(如圖 4-15 中 6F1 區若人口密度超過 0.5 人/㎡,則其避難行動時間將超出避難容許時 間,但 2F1 區之人口密度則可達到 1.1 人/㎡),因此當建築物複合使用 時,應考量各不同業種型態間人口密度之差異性。此外,由不同的避難 分區中發現其人口密度與避難時間關係途中之影響線之斜率亦不相 同,其主要原因為,避難行動時間除了受人口密度之影響之外,相對仍 受到各分區間避難逃生設施質與量差異的影響。若該分區相對之避難設 施質量較高,則其受到人口密度之影響曲線相對將顯得較為平緩,反之 則顯得較為陡峭。由此可知,各複合業種間之複合,除考量人口密度之 差異外,也需考量相對之避難逃生設施之質與量的分配,藉由相對應之 人口密度與適當的避難設施質量分配,將可以得到較為經濟化且符合避

難安全之避難逃生設計。

案例A收容人口密度檢討

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 收容人口密度(人/m2)

總避難行動時間(sec)

6F(1區)總避 難時間

2F(1區)總避 難時間(戲院)

總避難容許 時間

圖 4-15 案例 A 收容人口密度檢討

案例C收容人口密度檢討

500 100150 200250 300 350400 450500

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 收容人口密度(人/m2)

總避難行動時間(sec)

總避難容許 時間 7F(1區)總避 難時間 2F(2區)總避 難時間

圖 4-16 案例 C 收容人口密度檢討

(四)居室出口寬度與避難時間之關係

以各案例複合用途大樓之避難計算來看,其居室避難是一般避難行 動之起頭部分,所以居室避難時間之長短將會影響後續避難行動之成功 與否。由案例計算結果可以得知,當居室面積愈大時,因為其避難路徑 之增加與相對人口數可能較多,居室避難本身之困難度亦會增加,所以 居室本身出入口有效寬度之大小將直接影響到避難所需之時間。

由圖 4-17 居室開口寬度與避難行動時間之關係圖中可以得知,居室本

身用途為戲院使用,若以實態調查之密度值 1.47 人/㎡計算時,則出口 之有效寬度至少需為 2.5m 方屬安全,但實際值卻為 1.5m,其避難計算 檢核結果為 Fail。因此以目前法令單以定值樓地板面積規定其出入口之 有效寬度,將有避難安全上之疑慮。另外以圖 4-18 關係中可得知,居 室用途為補習班使用,當居室開口寬度超過 2m 時,則避難行動時間有 明顯減少之趨勢,其顯示當開口寬度達一定程度時,其居室避難行動之 時間將較不受開口寬度之影響,且當又當開口之寬度一定時,收容人口 之密度愈大則居室避難所需時間受開口寬度之影響愈大。因此有關各開 口數量與寬度之規定,以目前法規之定值規定並無法反映在複合用途建 築中各用途居室間特性的差異上,且對於避難層以外之居室並無詳細之 規定,對於避難安全將有所疑慮。

案例A(2F1區)居室出入口寬度檢討

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 1 2 3 4 5

居室開口寬度(Wa) /m

居室避難行動時間(T1) /sec

ρ=1.47(人/㎡)

ρ=0.8

ρ=1

ρ=1.2

ρ=1.8

居室避難容許時

圖 4-17 案例 A(2F1 區)居室出入口寬度檢討

案例C(7F1區)居室出入口寬度檢討

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0 1 2 3 4 5 6

居室開口寬度(Wa) /m

居室避難行動時間(T1) /sec

居室避難容許時

ρ=0.43(人/㎡)

ρ=0.2

ρ=0.7

ρ=1

ρ=1.5

圖 4-18 案例 C(7F1 區)居室出入口寬度檢討

(五)走廊寬度與避難時間之關係

走廊寬度相對於避難行動所需時間之關係與居室開口寬度相似,愈大之 走廊寬度相對之避難所需時間愈短,但在超過一定數值之寬度之後,則 受到寬度影響之程度亦趨於平緩,其主要仍是受到各不同用途容設間之 特性差異之影響,而目前法規僅以走廊兩側有無居室做為走廊寬度之最 小定值規定,未能將各複合用途間容設時之走廊寬度與業種型態充分反 映出來。

案例A(2F1區)通道寬度檢討

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 1 2 3 4 5 6

通道寬度(Wp) /m

通道避難行動時間(T2) /sec

ρ=1.47 ρ=0.8 ρ=1 ρ=1.2 ρ=1.8

通道避難容許時

圖 4-19 案例 A(2F1 區)通道寬度檢討

案例C(7F1區)通道寬度檢討

0 20 40 60 80 100 120 140

0 1 2 3 4 5 6

通道寬度(Wp) /m

通道避難行動時間(T2) /sec

通道避難容許時

ρ=0.43 ρ=0.2 ρ=0.7 ρ=1 ρ=1.5

圖 4-20 案例 C(7F1 區)通道寬度檢討

(六)樓梯寬度與避難行動時間之關係

樓梯避難為整個避難行動過程之最終部分,亦即樓層避難人員經由

樓梯避難為整個避難行動過程之最終部分,亦即樓層避難人員經由

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